Relatório 1 - Análise de Microestruturas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA AEROESPACIAL 
 
 
 
 
 
 
 
Aline Werner 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 
SOBRE ANÁLISE DE MICROESTRUTURAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Maria, RS 
2018 
 
 
RESUMO 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 
SOBRE ANÁLISE DE MICROESTRUTURAS 
 
AUTOR: Aline Werner 
 
Este trabalho tem como objetivo descrever as atividades realizadas durante aula 
prática ciência dos materiais em laboratório, na qual foram apresentadas as etapas 
da preparação de uma amostra, como o corte, embutimento e lixamento, e realizadas 
as análises microestruturais de diversos materiais com o uso de um microscópio. A 
partir disso, foram identificados os constituintes dos materiais analisados e as fases 
neles presentes. 
 
Palavras-chave: Microestrutura. Micrografia. Amostra. Materiais. Fases. Aço. 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 4 
1.1 OBJETIVOS ...................................................................................................... 4 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................... 4 
2.1 PREPARAÇÃO DO CORPO DE PROVA ......................................................... 4 
2.2 MICROSCOPIA ................................................................................................ 5 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................ 5 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................... 6 
4.1 AÇO 1045 ......................................................................................................... 6 
4.2 AÇO 1070 ......................................................................................................... 7 
4.3 AÇO 5130 TEMPERADO ................................................................................. 7 
4.4 FOFO CINZENTO ............................................................................................ 8 
4.5 FOFO NODULAR MARTENSÍTICO ................................................................. 8 
4.6 TI17NB .............................................................................................................. 9 
4.7 LIGA AL-SI ........................................................................................................ 9 
5 CONCLUSÃO ................................................................................................. 10 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho tem como objetivo descrever as atividades realizadas durante a 
aula prática da disciplina de Ciência dos Materiais ocorrida no dia 18/04/2018 no 
Laboratório de Soldagem da UFSM. 
A aula em questão foi expositiva e teve como finalidade colocar em prática os 
conceitos trabalhados durante as aulas teóricas da disciplina a respeito de análise de 
microestruturas, principalmente no que diz respeito à identificação de suas fases. 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
Os principais objetivos da aula foram: 
a) conhecer o processo de preparação de uma amostra; 
b) fazer a análise microestrutural da amostra, identificando seus materiais 
constituintes e as fases presentes. 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
A análise microestrutural é o estudo de produtos metalúrgicos realizado com o 
auxílio de um microscópio e visando a determinação de seus materiais constituintes e 
de sua textura microscópica. O processo de micrografia possui diversas etapas, que 
serão explicadas a seguir. 
 
2.1 PREPARAÇÃO DO CORPO DE PROVA 
 
O corpo de prova, também chamado de amostra, é uma parte do material a ser 
analisado que passou por procedimentos específicos, objetivando características 
adequadas para a análise microestrutural. A preparação do corpo de prova envolve, 
em geral, o corte, o embutimento, o lixamento, o polimento e o ataque químico. 
O corte é feito para que o corpo de prova fique com um tamanho e formato 
adequado para análise. Ele costuma ser feito de forma abrasiva, a fim de não alterar 
a microestrutura do material, com um equipamento chamado de “cut-off” ou policorte, 
que possui discos abrasivos refrigerados. 
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Em seguida, é feito o embutimento do corpo de prova, com a finalidade de 
facilitar seu manuseio e evitar possíveis danos no lixamento e polimento. O 
embutimento pode ser feito tanto a frio, utilizando resinas sintéticas de polimerização 
rápida, ou a quente, com a utilização de uma prensa que usa temperatura e pressão 
para polimerizar a resina. Após o processo de embutimento, a amostra fica com um 
formato cilíndrico, com a face do material a ser analisada em uma das extremidades. 
O próximo passo é o lixamento, no qual são utilizadas sucessivamente lixas de 
granulometria cada vez menor, a fim de deixar o corpo de prova com o acabamento 
ideal para a análise microestrutural. 
Se um acabamento ainda melhor é necessário, é realizado o polimento da 
amostra, que pode ser feito de diversas formas. A mais comum é a utilização de uma 
politriz, equipamento que possui discos de polimento. 
Por fim, é realizado um ataque químico na amostra, que objetiva permitir a 
identificação dos contornos de grão e das fases presentes na microestrutura. Ele é 
feito através da oxidação da superfície do corpo de prova através do contato com um 
reagente ácido, que é escolhido de acordo com cada material. 
 
2.2 MICROSCOPIA 
 
Após a preparação da amostra, é realizada a microscopia. Esta é feita com a 
utilização de um microscópio adequado ao grau de aumento e detalhamento 
desejado. Em geral, é utilizado um microscópio óptico de reflexão, que permite a 
observação da superfície do corpo de prova através da reflexão da luz no material. 
Podem ser utilizadas lentes com diversos graus de aumento, dependendo do que se 
deseja observar. Também pode ser necessário o ajuste de foco e iluminação, a fim de 
obter uma imagem ideal. 
A análise da microestrutura capturada na imagem é feita através da sua 
comparação com imagens de manuais de metalografia, ou apenas pela sua 
observação, se feita por alguém experiente. A partir disso, é possível determinar os 
microconstituintes do material analisado. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Os materiais e as ferramentas utilizados foram: 
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a) corpos de prova dos seguintes materiais: aço 1045, aço 1070, aço 5130 
temperado, FoFo cinzento, FoFo nodular, Ti17Nb e Al-Si; 
b) microscópio óptico; 
c) computador com software específico. 
A aula foi iniciada com a apresentação do laboratório e a introdução aos corpos 
de prova que seriam utilizados durante seu decorrer. Após isso, foi explicado o 
processo de produção de um corpo de prova e as ferramentas nele utilizadas, itens 
que estão melhor detalhados no referencial teórico acima. Foram apresentados as 
lixas utilizadas na preparação da amostra, a prensa utilizada em seu embutimento e 
o material polimérico que serve como seu revestimento. 
Em seguida, foi realizada, uma a uma, a análise das microestruturas das 
amostras dos seguintes materiais: aço 1045, aço 1070, aço 5130 temperado, FoFo 
cinzento, FoFo nodular, Ti17Nb e Al-Si. Este processo envolveu várias etapas e foi 
iniciado com a colocação do corpo de prova no microscópio óptico, com uma lente de 
razoável grau de aumento, seguido do ajuste de seu foco e iluminação. A partir disso, 
foi possível visualizar, tanto no microscópico quanto em uma imagem projetada em 
um programa no computador, a microestrutura do material e as fases nela presentes. 
Depois, utilizando uma lente com maior grau de aumento,foi possível visualizar esses 
mesmos aspectos com maior detalhamento. A cada amostra analisada, houve uma 
explicação a respeito de quais eram as fases presentes e outros possíveis aspectos 
de interesse, como, por exemplo, o tratamento que a amostra em estudo havia 
recebido. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A seguir, serão mostradas as imagens obtidas no laboratório e identificadas as 
fases presentes no material analisado. 
 
4.1 AÇO 1045 
 
As fases identificadas no aço 1045, apresentadas na imagem abaixo, foram: 
perlita, em tons escuros, e ferrita, em branco, que corresponde à matriz do material. 
 
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Figura 1 – Micrografia do aço 1045 com aumento de 100x, à esquerda, e 400x, à 
direita. 
 
 
 
4.2 AÇO 1070 
 
No aço 1070, foi possível identificar a presença de maior quantidade de 
carbono em relação ao aço 1045. 
 
Figura 2 – Micrografia do aço 1070 com 200x de aumento, à direita, e vergalhão com 
100x de aumento, à esquerda. 
 
 
 
4.3 AÇO 5130 TEMPERADO 
 
Na micrografia do Aço 5130 Temperado, apresentada na imagem abaixo, foi 
possível observar a presença de ferrita, em tons claros, e perlita, em tons escuros. 
 
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Figura 3 – Micrografia de uma engrenagem de aço 5130 com aumento de 200x: à 
esquerda, corte longitudinal e, à direita, transversal. 
 
 
 
4.4 FOFO CINZENTO 
 
Na micrografia do FoFo Cinzento, foi possível identificar uma matriz ferrítica, 
representada em branco nas imagens, e também grafita, representada em tons 
escuros. 
 
Figura 4 – Micrografia do FoFo Cinzento com 50x de aumento, à esquerda, e 100x, à 
direita. 
 
 
 
4.5 FOFO NODULAR MARTENSÍTICO 
 
Na micrografia do FoFo Nodular, foi possível observar, conforme a imagem a 
seguir, uma matriz de martensita, em tons claros, e nódulos de grafita, em preto. 
 
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Figura 5 – Micrografia do FoFo Nodular Martensítico com 200x de aumento 
 
 
 
4.6 TI17NB 
 
A imagem da micrografia do Ti17Nb não foi gerada corretamente, o que 
impossibilitou sua análise após o término da aula experimental. 
 
4.7 LIGA AL-SI 
 
Na micrografia da liga Al-Si, representada na imagem seguinte, foi possível 
perceber a presença de uma matriz de alumínio, em tons escuros, e pequenas 
quantidades de silício, em tons claros. 
 
Figura 6 – Micrografia da liga Al-Si com 100x de aumento 
 
 
 
 
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5 CONCLUSÃO 
 
A partir do conhecimento adquirido em aula, foi possível verificar na prática o 
funcionamento e a importância de uma análise microestrutural. Foram adquiridos 
conhecimentos a respeito do processo de análise, desde a preparação da amostra até 
o uso do microscópio, e foi possível identificar as fases presentes em diversos 
materiais. 
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REFERÊNCIAS 
 
 
FILHO, M. Relatório de Ensaio Metalográfico. Manaus, Amazonas, 2014. 
Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgUC4AE/relatorio-
metalografiaaa#>. Acesso em: 24 abr. 2018. 
 
ROHDE, R. A. Metalografia: Preparação de Amostras. Santo Ângelo, Rio Grande 
do Sul, 2010. Disponível em: < http://www.urisan.tche.br/~lemm/metalografia.pdf>. 
Acesso em: 24 abr. 2018. 
 
WIKIPEDIA: a enciclopédia livre. Metalografia. [s. l.], 2017. Disponível em: <https:// 
pt.wikipedia.org/wiki/Metalografia>. Acesso em: 24 abr. 2018.