Análise metalográfica

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ENGENHARIA MECÂNICA 
DISCIPLINA MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA I 
RELATÓRIO DA PRÁTICA 02 – ANÁLISE METALOGRÁFICA 
 
 
 
 
AUTORIA: 
Bruno da Costa Izidorio (brunoengmec2016@gmail.com) 
Jéssica Santos de Oliveira (jessica.s.o@outlook.com.br) 
Shyrlainne Crespo Carvalho de Souza (shyrlainnecrespo@gmail.com) 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O presente relatório foi elaborado a partir de práticas feitas no Laboratório de Química e de 
Ensaios do Instituto Federal do Espírito Santo, campus São Mateus, nos dias 11, 18 e 25 de 
Setembro e 2, 9 e 24 de Outubro. O experimento conduzido consistiu em fazer uma análise 
metalográfica de parte de uma serrinha, a qual faz parte das práticas desenvolvidas na disciplina 
Materiais de Construção Mecânica I, do Curso Engenharia Mecânica. 
A fim de preparar o corpo de prova para a análise metalográfica foram necessárias algumas 
etapas, tais como corte de uma seção da serrinha, embutimento, lixamento, polimento, ataque 
químico, de modo a revelar as interfaces entre os diferentes constituintes que compõe o metal, 
para finalmente realizar a análise com auxílio do microscópio e do software Infinity Analyse. 
 
 
2. OBJETIVO GERAL 
Este relatório tem como objetivo a análise metalográfica de microconstituintes presentes na 
amostra a partir das micrografias obtidas. Tal análise é bastante importante, pois com ela é 
possível conhecer a estrutura do material analisado, tendo em vista que as propriedades 
mecânicas do mesmo dependem de sua composição química e de sua textura. 
 
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
● Apresentar as etapas realizadas durante a preparação da amostra e metalografia; 
● Conhecer a estrutura do material, o que nos permite estudar o comportamento de uma peça 
metálica; 
● Comparar com outras referências a micrografia resultante da prática. 
 
 
 
 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
3.1 Embutimento 
O pedaço de serra já estava devidamente cortado para a fase de embutimento, Figura 1 (a). O 
embutimento facilita o manuseio de peça pequena, evita rasgar a lixa ou pano de polimento e 
danificar a lixadeira. 
O embutimento consiste em colocar a peça numa prensa, Figura 2 (a), com uma resina, que foi a 
baquelite, Figura 2 (b), que possui alta dureza. Esse processo foi o embutimento a quente, que 
ocorreu por meio de uma prensa utilizando-se pressão entre 80 e 120 kgf/cm² e aquecimento para 
efetuar a polimerização. Nesse método, foi colocado a amostra com a face que se quer analisar em 
contato com o êmbolo inferior da máquina de embutimento. Após apertar o êmbolo, colocou-se a 
resina pressionando por um tempo de aproximadamente 10 minutos, e o resultado final está 
apresentado na Figura 1 (b). 
 
Figura 1 - Amostra (a) antes do embutimento e (b) depois do embutimento 
 
(a) (b) 
 
Figura 2 - (a) Prensa e desmoldante; (b) Baquelite 
 
(a) (b) 
 
Conforme a NBR 13284, norma técnica para preparação de corpos de prova para análise 
metalográfica, após o embutimento a amostra deve ser lixada. 
 
3.2 Lixamento e polimento 
O processo de lixamento deve proporcionar uma superfície plana e sem deformações, corrigindo 
as deformações da etapa inicial de corte da peça. A lixadeira usada, Figura 3, tem um prato rotativo 
na horizontal sendo lubrificada com água, que promove a refrigeração e o arraste das partículas 
extraídas do corpo de prova durante o processo. As granulometrias das lixas usadas foram de 80, 
220, 400, 600, 800 e 1200 respectivamente. 
É fundamental a limpeza dos corpos de prova ao final de cada etapa de preparação de modo a 
evitar a contaminação dos abrasivos. 
 
Figura 3 - Lixadeira e politriz 
 
 
Ao final do lixamento foi realizado o polimento da peça com Alumina de 1 micrômetro, Figura 4. O 
polimento é diferenciado do lixamento por utilizar abrasivos soltos. Sua finalidade é de obter uma 
superfície isenta de riscos e deformações para análise microscópica, Figura 5. 
 
Figura 4 - Abrasivo utilizado no polimento 
 
 
 
Figura 5 - Processo de polimento 
 
 
3.3 Ataque químico 
Por fim, ainda no processo de preparação do corpo de prova, após o polimento foi realizado o 
ataque químico. Esta etapa tem como finalidade revelar a estrutura metalográfica do corpo de 
prova. A superfície polida foi atacada por 10 segundos com o reagente químico Nital 10%, HNO3, 
Figura 6, que provocou reação eletroquímica baseada no processo de oxirredução. 
 
Figura 6 - Reagente químico utilizado no ataque 
 
 
Após o ataque, foi feita análise microscópica do material, porém o período de tempo de ataque 
provocou oxidação ao corpo de prova dificultando a análise. Logo, na tentativa de recuperar 
alguma informação metalográfica do corpo de prova, foram realizados vários polimentos com 
Alumina de 1 micrômetro, sob supervisão do microscópio verificando a situação da peça. Visto que 
o polimento não foi suficiente, foi feito novamente um lixamento com lixa granulométrica de 1200 e 
depois o polimento. Na realização do novo ataque utilizou-se o mesmo reagente químico com o 
período de tempo de 5 segundos. 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Após os procedimentos de preparo da amostra, com objetivo de determinar a microestrutura 
predominante e o material da amostra, foram feitas capturas dos resultados obtidos com a análise 
no microscópio, e uma delas é apresentada na Figura 7. 
 
Figura 7 - Imagem micrográfica ampliada em 500x antes do ataque 
 
 
A Figura 7 foi obtida a fim de mostrar o resultado do ataque químico na amostra, apresentado na 
Figura 8. Vale ressaltar que antes do ataque não é possível fazer análise, pois a superfície está 
praticamente toda polida, refletindo a luz. 
 
Figura 8 - Imagem micrográfica ampliada em 200x após o ataque 
 
 
Analisando a Figura 8, é possível identificar com base na referência [1] uma morfologia de “ripas”, 
que é característico de aços de até 0,6% de C. Quando a martensita se manifesta na forma de 
ripas em um arranjo desses cristais paralelos, formam um aglomerado chamado “pacote”. A 
identificação em si, é complexa, pois as ripas de martensita, são pequenas demais para 
observação óptica e muito grandes para microscopia eletrônica de transmissão. 
Segundo a loja online Starret, a serra manual é feita de aço HSS (High Speed Steel / aço rápido), 
bastante empregado em ferramentas, tais como serra e brocas. A fim de comparar a micrografia 
resultante com uma referência, buscou-se micrografias de algumas ferramentas com o mesmo tipo 
de aço. Na Figura 9, é apresentada a micrografia de uma amostra transversal de broca comercial, 
utilizando ataque Nital 4% [4]. 
 
Figura 9 - Micrografia de uma broca comercial ampliada em 500x após o ataque 
 
 
Ao comparar as Figuras 8 e 9, é possível perceber as semelhanças em relação às orientações da 
microestrutura, evidenciando uma estrutura martensítica. Além disso, a microestrutura da Figura 9 
indica que a broca deve ter passado por uma têmpera [4], assim como foi observado na 
microestrutura da serra, em especial nos dentes, pois pela análise da Figura 10, é possível 
identificar uma mudança da microestrutura, evidenciando um possível tratamento para aumentar a 
resistência. 
 
Figura 10 - Imagem micrográfica do dente ampliada em 50x após o ataque 
 
 
Essa mudança brusca na microestrutura observada na Figura 10, deve-se ao fato de um possível 
tratamento térmico, para aplicações de materiais onde se requer dureza, resistência
ao desgaste e 
flexibilidade, como é o caso da serra manual. 
Para isso, é comum empregar a têmpera por indução, onde apenas os dentes são temperados. 
Este tratamento consiste em um processo de fabricação que produz um endurecimento da 
superfície de determinado material, onde o aquecimento se dá através de indução elétrica e há um 
resfriamento brusco, que normalmente ocorre com o auxílio de água. O campo magnético induz 
uma corrente elétrica temporária que aquece o material, mas apenas a uma profundidade mais 
rasa. O material é então imediatamente arrefecido em um banho. O arrefecimento após o 
aquecimento, deve ser feito de forma súbita, para provocar a formação de cristais dentro das 
camadas mais externas do material, porém o material do núcleo não é afetado e mantém as suas 
propriedades originais. Para esse tipo de tratamento térmico as serras manuais geralmente 
apresentam dureza de 64/65 HRC nos dentes e 48/50 HRC no corpo [1]. 
 
 
 
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 
 
Ao final da análise, pode-se concluir que o método é eficiente, resultando numa micrografia 
semelhante à referência, como visto nas Figuras 8 e 9, com morfologia de “ripas” e forma de 
agulhas cruzadas. Além disso, pode-se observar uma mudança brusca na microestrutura nos 
dentes da serrinha, decorrente de um tratamento térmico, que possivelmente é uma têmpera por 
indução. 
No entanto, no caso da amostra de serra manual, o primeiro ataque químico de 10 segundos 
prejudicou na confiança de nossa micrografia, sendo necessário repetir o processo com 5 
segundos, e mesmo assim, ficaram indícios negativos do ataque químico, afetando a interpretação 
da micrografia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
[1] COLPAERT, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 4ª. ed. São Paulo, 
Blucher, 2008. 
[2] KRAUSS, G. Steels: processing, structure and performance. Materials Park: ASM 
International, 2005. 
[3] NBR13284 - Preparação de corpos de prova para análise metalográfica. 
[4] LINNIKER, Petteson. Caracterização de brocas comerciais de aço rápido - HSS. CONTECC 
2017, Belém - PA. 
[5] ROHDE, R. A., Metalografia Preparação de Amostras: Uma abordagem prática, Versão 3.0, 
URI Santo Ângelo, 2010.