tecnicas de metalografia

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DISCIPLINA - CCE0688 - METALOGRAFIA
Prof. Elcio Almeida
elcio2005@oi.com.br
DISCIPLINA - CCE0688 - METALOGRAFIA
Definição
Metalografia é o ramo da 
engenharia que estuda as 
estruturas e as propriedades 
dos metais e suas ligas.
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O exame metalográfico procura relacionar a
estrutura do material com as propriedades
físicas e com o processo de fabricação,
sendo que este exame pode ser:
Macrográfico
Micrográfico
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MACROGRAFIA
Objetivo
Obter uma informação ampla da peça,
facilitar a micrografia e determinar a região
crítica para análise detalhada.
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A macrografia consiste no exame do 
aspecto de uma superfície plana seccionada 
de uma peça ou amostra metálica, 
devidamente polida e atacada por um reagente 
adequado. Por seu intermédio tem-se uma 
ideia de conjunto, referente à homogeneidade 
do material, à distribuição e natureza de 
falhas, impurezas; ao processo de fabricação. 
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•A analise é feita a olho nu,com lupa ou 
com utilização de microscópios estéreos 
que favorecem a profundidade de foco e 
dão, portanto, visão tridimensional da área 
observada com aumentos que podem variar 
de 5x a 64X. 
Em geral as observações são feitas até 10X.
MACROGRAFIA
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Algumas das heterogeneidades mais comuns nos metais:
Vazio: causado pelo resfriamento lento;
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Segregação:
causadas pelas impurezas e outros metais;
Dendritas: formação de grãos de vários tamanhos;
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Trincas:
devido às tensões excessivas no resfriamento;
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ZTA: Zona Termicamente Afetada
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Seleção da amostra Cuidados a observar:
Saber o que realmente o cliente deseja e o 
fim a que se destina a peça
Em qualquer hipótese é altamente prudente proceder a um 
exame detido da peça sob diversos pontos de vista, como o 
aspecto da fratura, a existência de marcas de pancadas, 
grinpamentos, vestígios de soldas, azulamento por aquecimento, 
porosidades, rebarbas, trincas, polimentos locais, 
enferrujamento, corrosões, desgastes, marcas punçonadas, 
entortamentos etc.,
antes de determinar cortes ou extração de 
amostras ou de corpos de prova.
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Na apreciação dos sinais encontrados, é 
preciso muita atenção para não confundir 
aqueles que possivelmente já existiam na 
peça, antes do evento que deu motivo ao 
estudo, e que podem conduzir a alguma pista 
para as investigações, com os que possam ter 
sidos ocasionados pela aplicação de 
ferramentas para retirar a peça de onde 
estava instalada, ou então, ocasionados por 
quedas, ou durante o transporte.
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Preparação da amostra
I. Escolha da secção a ser estudada 
(direção de corte)
II. Preparação da amostra / superfície 
(lixamento/polimento);
III. Ataque com reagente químico adequado;
IV. Interpretação dos resultados;
V. Documentação.
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Preparação da amostra
I. Escolha da secção a ser estudada
(Direção do corte)
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Defeitos e possíveis causas durante a operação de corte
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II. Preparação da superfície 
(Embutimento/lixamento/polimento);
Embutimento
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Lixamento
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Escolha da secção:
I- Transversal (Macro)
 Naturezas do material;
 Homogeneidade da secção;
 Intensidade da segregação;
 Forma de disposição das bolhas;
 Existência de restos de vazios;
 Profundidade e uniformidade da carbonetação;
 Profundidade de descarbonetação;
 Profundidade de têmpera;
 Inclusões.
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II- Longitudinal (Macro)
 Processos de fabricação;
 Análise de cordão de solda;
 Caldeamento
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Preparação da superfície
Cuidados:
•Mudança da estrutura;
•Aquecimento não superior a 100ºC;
•Pressão excessiva (encruamento);
•Lixamento;
•Ataque químico.
• Obs.: Em função de variações estruturais ou químicas o material
será mais ou menos atacado.
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Embutimento a quente: 
As resinas para embutimento a 
quente apresentam baixa 
viscosidade, contração, boa 
adesão à amostra e resistência 
a ação de agentes químicos, 
bem como propriedades 
mecânicas adequadas para 
aplicações específicas.
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Embutimento a frio: 
São resinas auto-polimerizáveis, com 
propriedades químicas e mecânicas para 
atendimento das mais diversas necessidades de 
embutimento, metalográfico, mineralógico, 
cerâmico e petrográfico.
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Lixamento
Objetivo
Eliminar as imperfeições da superfície da amostra (ex.:
oxidação, rebarbas, arranhados profundos, etc.).Pode ser,
de acordo com:
- Operação (manual ou mecânico)
- Meio (a seco ou úmido)
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Lixamento
Para a preparação de uma superfície plana, isenta de
deformações plásticas e mecânicas é necessário um
correto lixamento, deve-se começar da lixa mais grossa
para a mais fina, mudando a direção do lixamento em 90º.
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Defeitos e possíveis causas durante a operação de lixamento
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O ataque
Objetivo:
Revelar a microestrutura e os constituintes da amostra,
possibilitando maior entendimento das suas propriedades.
O ataque pode ser por:
•Imersão
•Aplicação
•Impressão direta (Impressão de Baumann)
Quanto ao tempo:
•Longo ou profundo
•Rápido ou superficial
•Quanto à temperatura:
•A frio
•A quente
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Interferências no comportamento do ataque:
 Variação da composição do material 
(concentração de impurezas);
 Variação de estrutura (deformação a frio);
 Variação de cristalização (granulometria 
grosseira, textura acicular, gradiente térmico).
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Principais reagentes para a macrografia:
 Iodo;
 Ácido Sulfúrico;
 Heyn (Cloreto Cupro-Amoniacal);
 Ácido clorídrico;
 Fry (Ácido clorídrico + Água + Cloreto Cúprico)
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Principais reagentes para a micrografia
Nota:
Estes reagentes são basicamente soluções diluídas de
ácidos orgânicos ou inorgânicos, álcalis, ou outras
soluções de natureza complexa. Como foi verificado
anteriormente, a seleção final de uma solução, para fazer
parecer um desenvolvimento da estrutura, depende da
composição e condições estruturais do metal ou da liga.
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Reativos
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Tempo de Ataque
I. Fator importante para o ataque correto a um corpo de
prova é a seleção do reagente que melhor se adapte
à composição química e à condição física do metal;II. Controle conveniente do tempo de ataque para que
se produza um grau de contraste apropriado entre os
diferentes componentes da estrutura;
III.Limpeza da superfície atacada.
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Tempo de Ataque
OBS: O tempo de ataque depende da estrutura em
questão e da ampliação que se deseja na fotografia.
Conforme o reagente escolhido, o tempo de ataque
variará de poucos segundos até alguns minutos, ou
dias.
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Recomendações:
Não atacar mais que o necessário para fazer
aparecer o detalhe significativo;
Um grau de contraste satisfatório para uma
micrografia com pequeno aumento é geralmente
excessivo para uma melhor definição da estruturas em
ampliações muito maiores;
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Recomendações:
Desejando-se um alto contraste, é preferível
obtê-lo por meios fotográficos a recorrer a um
ataque profundo, pois este ocultará os detalhes
mais finos da estrutura;
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Recomendações:
Se um corpo de prova for insuficientemente atacado
(pouco contraste), é preferível poli-lo novamente no
disco acabador e atacá-lo novamente com ácido
superior, a um ataque já levado a efeito, outro posterior;
NOTA: Não tocar com coisa alguma numa superfície já
atacada e fotografá-la logo após o ataque.
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INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS (Macro)
Quando ataca mais a estrutura:
 Regiões encruadas;
 Regiões temperadas ou temperadas e revenidas;
 Granulação grosseira.
Quando ataca mais a composição química:
 Regiões com maior teor de carbono;
 Regiões com maior teor de fósforo;
 Regiões com maior quantidade de inclusões não 
metálicas, principalmente enxofre e fósforo.
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IDENTIFICAÇÃO
Técnica de polimento, repolimento e ataque, servem 
para definir o defeito:
• Regiões ricas em carbono desaparecem com um leve 
repolimento;
• Regiões ricas em impurezas, principalmente inclusões de 
S e P, sofrem um ataque profundo escurecendo mais, 
permanecendo assim mesmo após um leve polimento;
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IDENTIFICAÇÃO
• Regiões com granulação grosseira aparecem como
mosaicos de lado escuro (parte clara e parte
escura);
• Regiões com têmpera branda ou temperadas e
revenidas, ficam mais brilhantes que o resto da
amostra após um repolimento;
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Interpretação das Micrografias
A correta interpretação das texturas que ocorre nos
materiais é matéria que requer larga experiência do
operador. Dentre as inúmeras estruturas, citamos:
Inclusões
a) Fósforo
Localiza-se na ferrita e somente pode ser observada
ao microscópio quando o seu teor estiver acima de 1%.
Forma estrias claras, pois expulsa o carbono dessas
regiões.
A presença de fósforo causa fragilidade aos aços e
também melhora a usinabilidade;
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Interpretação das Micrografias
Inclusões
b) Enxofre
Forma sulfeto de manganês a 1100
o
C, apresentando-
se sob a forma de polígonos, glóbulos ou formas
arborescentes de coloração cinzenta. O sulfeto de ferro
geralmente não aparece nos aços comuns; caso
aconteça, terá coloração amarelada. A presença de
enxofre nos aços facilita a usinabilidade.
c) Manganês
Semelhante ao enxofre
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Interpretação das Micrografias
Inclusões
d) Silício
O silício não é detectado ao microscópio.
e) Alumínio
Usado como desoxidante nos aços. Forma com o
oxigênio Al
2
O
3
(alumina) que se apresenta ao microscópio
sob a forma de partículas negras esparsas ou agrupadas.
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Interpretação das Micrografias
f) Ferrita
Solução sólida de carbono no ferro alfa- Origina-se na
zona crítica- É a forma estável a temperatura ambiente.
Apresenta-se ao microscópio em grãos claros com
finos contornos pretos.
Identificação Metalográfica
Apresenta-se ao microscópio como grãos
brancos com finos contornos pretos. Arranha e deforma-se
facilmente. Arestas arredondadas. É fortemente atraída
pelo ímã.
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Interpretação das Micrografias
g) Cementita
Carboneto de ferro Fe
3
C
Apresenta-se clara com contornos pretos, chega a
riscar o vidro.
Identificação metalográfica
Apresenta-se como uma só massa e não mostra
subdivisão em grãos. Não é riscada, se apresenta
precipitada, forma um abaulamento. Possui cor amarelada.
Brilho intenso. Forma bastonetes ou nódulos. Atacada com
picrato de sódio em ebulição se torna escura
diferenciando da ferrita.
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Interpretação das Micrografias
h) Perlita
Corresponde a lamelas de ferrita (88%) e cementita
(12%). As lamelas podem ser planas, curvas ou ondeadas.
A perlita se apresenta escura ao microscópio.
As lamelas são mais ou menos paralelas podendo ser
planas, curvas ondeadas, etc.. O afastamento entre elas
depende, entre outros fatores, da velocidade de
resfriamento e do ângulo segundo o qual o grão de perlita
é cortado.
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Interpretação das Micrografias
h) Perlita
Identificação metalográfica
Em aços com baixo carbono se localiza em geral nos
contornos da ferrita, aumentando-se o %C. Este quadro vai
se modificando até se tornar o constituinte principal. São
envolvidos ou quase, por rede de ferrita ou cementita.
Possui coloração marrom, verde ou preta, dependendo do
ataque (reagente e tempo), aumento de observação e
estrutura da perlita. As lamelas só podem ser vistas com
ampliações de mais de 200 X. Forma grãos
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Interpretação das Micrografias
i) Martensita
Apresenta ao microscópio aspecto acicular e escuro.
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Procedimentos de Exame ao Microscópio
Observar os seguintes cuidados ao trabalhar com o
microscópio:
• iniciar a observação com a objetiva de menor ampliação;
• o foco para o microscópio monoscópico é conseguido
aproximando-se a objetiva o mais possível da amostra, tomando-
se o máximo de cuidado para que não haja colisão entre esses
elementos e em seguida, com um dos olhos na ocular, afastar
lentamente o canhão. Quando o objeto estiver com em foco,
utilizar o parafuso de ajuste fino;
• ao mudar-se de objetiva, afastar o canhão do microscópio da
amostra para evitar colisão das lentes das objetivas com a
amostra.
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Dureza dos Microconstituintes (HB)
• Austenita : 300 
• Ferrita : 80
• Perlita : 200-250
• Cementita : 700
• Martensita : 500-650
• Bainita : 400-500
• Martensita Revenida : 250-400
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Exemplos de Micrografia
•Ataque: picrato de sódio. 730 X.
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Exemplos de 
Micrografia
•Aço com cerca de 0,5% de carbono esfriado 
lentamente. Ataque: nítrico. 160 X. 
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Exemplos de 
Micrografia
•Aço com cerca de 0,5% de carbono esfriado 
lentamente. Ataque: nítrico. 160 X. 
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Exemplos de Micrografia
• Aspecto com maior aumento da área delimitada na figura 
anterior. Ataque: nítrico. 800 X 
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Exemplos de 
Micrografia•0,1% de C – ferrita + perlita
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Exemplos de Micrografia
•0,4% de C – ferrita + perlita
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Exemplos de Micrografia
• 0,8% de C - perlita
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Exemplos de Micrografia
• 1,3% de C – perlita + cementita
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BAINITA
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MARTENSITA
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Obrigado pela 
atenção!
Prof. Elcio Almeida
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