Estudo de Metalografia

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SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI/SC
PROGRAMA DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL DE CONTROLADOR DOS
PROCESSOS DA QUALIDADE EM METALURGIA
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM
METALOGRAFIA
ANA CAROLINA DOS SANTOS
BRUNA LYPCZINSKI
HELOM DA VEIGA JANUARIO
GUILHERME HENRIQUE VOOS
MATERIAIS E ENSAIOS EM METALURGIA
PROF.: GILMAR SILVINO DA CUNHA
Joinville – SC
Maio/2021
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 2
1.1 OBJETIVO GERAL 2
2 METALOGRAFIA DE PRODUTOS METALÚRGICOS 3
2.1 MACROGRAFIA 4
2.2 MICROGRAFIA 9
2.3 ESTEREOSCÓPIO 14
2.4 MICROSCÓPIO ÓPTICO 17
2.5 ANÁLISE METALOGRÁFICA 18
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS 21
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 22
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1. INTRODUÇÃO
A metalografia consiste no estudo da estrutura dos materiais. Subdivide-se
em micrografia e macrografia. A macrografia serve para análise da estrutura dos
materiais a olho nu, enquanto que a micrografia consiste em uma análise mais
profunda da estrutura do material e são necessários equipamentos como
microscópios. O ensaio metalográfico, outra designação dada à Metalografia, nos
permite observar a microestrutura de metais e ligas, e é através dessa observação
que podemos entender o desempenho macroestrutural de determinados
componentes.
O presente trabalho, inicialmente abordará explicações referentes a
macrografia, discorrendo pontos importantes do tema como escolha da localização
da seção a ser estudada, preparação da superfície da amostra e ataque químico.
Em seguida aborda-se a micrografia e pontos inerentes a ela, como: identificação da
seção da amostra a ser estudada, corte da seção, embutimento, lixamento,
polimento e ataque químico.
Posteriormente, expõe-se sobre os equipamentos utilizados na micrografia,
como os microscópios, mais especificamente o estereoscópio e o microscópio
óptico. Por fim, é apresentado o relatório de análise metalográfica com micrografias
com e sem ataque químico aos materiais.
1.1 OBJETIVO GERAL
Compreender a Metalografia dos produtos metalúrgicos, analisando os
processos, através do relatório de análise metalográfica.
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2 METALOGRAFIA DE PRODUTOS METALÚRGICOS
Seja para verificar a especificação de um material, analisar o modo de falha
ou nível de desgaste de peças, a Metalografia exerce um papel muito importante
para a compreensão do comportamento dos materiais.
O ensaio metalográfico, outra designação dada à Metalografia, permite
observar a microestrutura de metais e ligas, e é através dessa observação que
podemos entender o desempenho macroestrutural de determinados componentes.
Por exemplo, através da análise do tamanho de grão podemos prever o
comportamento da fratura do material (dúctil ou frágil).
O ensaio metalográfico é considerado um ensaio destrutivo pois apenas uma
seção da peça é analisada. Em geral, esta seção é retirada por corte, levada para
embutimento para facilitar as etapas posteriores de lixamento e polimento. A análise
em si consiste em coletar informações por meio de imagem, principalmente através
de Microscopia Óptica (MO) ou Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).
Dependendo dos objetivos da análise, é necessário um ataque químico da superfície
para obter contraste na coloração de fases ou inclusões.
A utilização dessa técnica é apropriada em todas as etapas durante a vida útil
de componentes: desde o desenvolvimento inicial, produção, controle de fabricação
e se necessário até na análise de falhas. Ter o controle dessas etapas garante
confiabilidade ao produto.
As principais informações obtidas através da Metalografia são:
● Processo de manufatura da peça, como fundição, metalurgia do pó,
soldagem, extrusão, forjamento, bem como tratamentos em que o material foi
submetido, como têmpera, revenimento, esferoidização, entre outros;
● Presença de tratamentos termoquímicos como nitretação, cementação,
boretação ou revestimentos aspergidos, cromagem e fosfatização,
relacionados à engenharia da superfície;
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● Distribuição e morfologia de fases intermetálicas;
● Tamanho e região de crescimento dos grãos;
● Porosidade, segregações e inclusões na microestrutura;
● Formação de carbonetos em superfícies e contornos de grãos;
● Corrosão intergranular e/ou intraganular;
● Análise do modo de falha.
Além disso, a utilização de outras técnicas em conjunto com a Metalografia
possibilitam aperfeiçoar a análise e obter resultados mais minuciosos, como é o
caso do ensaio de dureza e de espectrometria (que fornece informações da
composição química do material em análise).
Fonte: LabTest- Laboratório Metalúrgico, Ensaios Mecânicos e Metalúrgicos, 2020.
2.1 MACOGRAFIA
https://www.rijeza.com.br/blog/ensaio-de-dureza?utm_source=blog&utm_medium=article&utm_campaign=metalografia_o_que_e
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A macrografia consiste no exame do aspecto de uma peça ou amostra
metálica, segundo uma seção plana devidamente polida e, em geral, atacada por um
reativo apropriado. O aspecto, assim obtido, chama-se macroestrutura. O exame é
feito à vista desarmada ou com auxílio de uma lupa.
A palavra macrografia é também empregada para designar os documentos
que reproduzem a macroestrutura, em tamanho natural ou com ampliação máxima
de 10 vezes. Para ampliações maiores, emprega-se o termo micrografia, porque
são, em geral, obtidas com o microscópio.
Preparo de Corpos-de-prova para Macrografia
A técnica do preparo de um corpo-de-prova de macrografia abrange as
seguintes fases:
a) Escolha e localização da seção a ser estudada.
b) Preparação de uma superfície plana e polida no lugar escolhido.
c) Ataque dessa superfície por um reagente químico adequado.
Escolha e Localização da Seção
Quando a seção a examinar não é definida por quem solicita o ensaio ou pela
norma aplicável à avaliação em questão, é necessário levar em conta a forma da
peça, as informações que se deseja obter e algumas outras considerações. As
principais seções realizadas em produtos semi-acabados e de geometria regular são
as seções longitudinais e transversais. A análise de algumas características
macroestruturais é, em geral, realizada mais adequadamente em um tipo específico
de seção. Algumas características macroestruturais para as quais o corte em seção
transversal é o preferido, são:
. Verificação da homogeneidade do material ao longo de sua seção.
. Caracterização da forma e intensidade da segregação.
. Avaliação da posição, forma e dimensões de eventuais porosidades, trincas
e bolhas.
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. Caracterização de forma e dimensões de dendritas.
. Verificação da existência de restos de vazio ou rechupe.
.Verificação da aplicação de tratamento termo-químico superficial
(cementação, nitretação etc.), sua profundidade e regularidade.
. Verificação da profundidade da têmpera.
. Verificação de se tubos são "sem costura" ou produzidos por solda ou
caldeamento.
. Avaliação da extensão da zona termicamente afetada de fusão etc. em
juntas soldadas (macrografia transversal solda).
. Caracterização de forma e dimensões de dendritas.
. Verificação da existência de restos de vazio ou rechupe
. Verificação da aplicação de tratamento termo-químico superficial
(cementação, nitretação etc.), sua profundidade e regularidade.
. Verificação da profundidade da têmpera.
. Verificação de se tubos são "sem costura" ou produzido solda ou
caldeamento.
. Avaliação da extensão da zona termicamente afetada de fusão etc. em
juntas soldadas (macrografia transve solda).
. No caso de ferramentas de corte, calçadas, a espessura e regularidade das
camadas caldeadas (seção perpendicular ao gume.
. A regularidade e a profundidade de partes coquilhadas de ferro fundido, etc.
O corte longitudinal é preferido quando se quer verificar,exemplo:
. Se uma peça é fundida, forjada ou laminada.
. Se a forma de uma peça foi obtida por usinagem ou conformação.
. A presença de solda no comprimento de arames, barras, vergalhões, etc
. Avaliação de soldas por fricção, de topo.
. Eventuais defeitos nas proximidades de fraturas.
. A extensão de tratamentos térmicos superficiais etc.
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Preparaçãoda Superfície
A obtenção de uma superfície adequada para o exame macrográfico
compreende duas etapas:
1) Corte ou desbaste.
2) Polimento.
O corte é feito com serra ou com cortador de disco abrasivo (cut-off) ou serra
abrasiva, e localiza a superfície a examinar. Quando esses meios não são viáveis,
recorre-se ao desbaste por usinagem (por exemplo, com auxílio da plaina) ou com
esmeril comum, até atingir a região de interesse para o exame.
Em peças ou construções muito grandes, quando um corte inicial por
maçarico é inevitável, deve-se prever descarte de material suficiente para eliminar
completamente toda a região termicamente afetada pela operação de corte. O corte
por maçarico serve, assim, para reduzir as dimensões da parte a ser cortada ou
desbastada. Por meio de uma lixadeira mecânica ou de um processo de usinagem
(fresa, plaina ou retífica, por exemplo) termina-se esta primeira etapa, cujo principal
objetivo é conseguir uma superfície plana, com rugosidade baixa e com a orientação
desejada. Uma das maiores dificuldades operacionais desta etapa é conseguir uma
superfície efetivamente plana. Esta dificuldade aumenta na medida que se deseja
observar superfícies com maior extensão e/ou materiais de dureza variável ou de
geometria complexa. Todas essas operações deverão ser executadas com os
cuidados necessários para evitar não só encruamento local excessivo, bem como
aquecimentos a mais de 100°C, fenômenos que podem ser, mais tarde, postos em
evidência pelo ataque, falseando a interpretação da imagem. A rugosidade desejada
na superfície preparada para o exame macrográfico depende do ataque a ser
empregado e dos detalhes a serem observados. Superfícies serradas ou usinadas
podem, em alguns casos, ser examinadas macro graficamente com resultados
satisfatórios.
O polimento para o exame macrográfico é realizado com lixa. Lixas de
carboneto (ou carbeto) de silício são as de emprego mais comum. Inicia-se o
polimento em direção normal aos riscos de usinagem ou de lixa grossa já existentes,
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até o completo desaparecimento destes. Depois se passa para a lixa mais fina
seguinte, mudando de 90° a direção de polimento e continuando-o igualmente até
terem desaparecido os riscos da lixa anterior, e assim por diante. Em geral, uma
sequência de lixas de 100 ou 120, 220, 320 é empregada para a preparação
macrográfica em laboratório . O polimento (lixamento) é geralmente feito atritando a
superfície a ser polida sobre a lixa. Quando a peça tem grandes dimensões, pode-se
prendê-la numa morsa, com a face a polir voltada para cima, e passa-se então a lixa
sobre a peça, com auxílio de uma régua. É preciso ter cuidado para não arredondar
as arestas do corpo-de-prova. Informações importantes, frequentemente, estão junto
à superfície da amostra. O arredondamento das arestas dificulta ou impossibilita a
observação adequada destas regiões. O polimento não deve ser levado até um
acabamento excessivamente fino (especular). Primeiramente, porque torna o ataque
mais difícil e irregular em virtude do reativo não "molhar" por igual a superfície, e em
segundo lugar porque cria dificuldades quando se deseja fotografar a amostra,
devido a reflexos prejudiciais.
É conveniente limpar cuidadosamente a superfície em polimento cada vez
que se vai mudar de lixa, para não contaminar a nova lixa com resíduos da anterior.
Concluído o polimento, a seção deve ser novamente limpa, com esmero, com um
pano ou com algodão.Com a superfície nesse estado já se é possível observar
algumas características importantes, como restos do vazio, trincas, grandes
inclusões, porosidades, falhas em soldas. Um exame cuidadoso da superfície sem
ataque é, portanto, muito importante.
Um motivo adicional que justifica a avaliação cuidadosa da superfície polida,
sem ataque, é que várias falhas de preparação metalográficas podem ser
mascaradas pelo ataque químico. Sempre que for necessário avaliar uma
macrografia e micrografia que seja preparada por outra pessoa ou outra organização
é conveniente avaliá-la, antes, sem ataque. Somente depois de registrar as
características visíveis sem ataque (ou a ausência delas) e de avaliar a qualidade da
preparação e limpeza da superfície, deve ser autorizada a realização do ataque
químico. O ataque químico é importante para pôr em evidência as outras
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heterogeneidades da estrutura, assim como a relação entre as heterogeneidades
observáveis sem ataque e as demais características estruturais.
Ataque da Superfície
Embora não sejam descritos neste texto, os cuidados de segurança, quando
se realiza a preparação de reagentes e os ataques químicos, são extremamente
importantes e não podem ser negligenciados.
Antes da preparação de qualquer solução ou do manuseio de qualquer
reagente, é necessário familiarizar-se com os riscos associados, sejam riscos de
queimaduras, toxicidade ou outros, e tomar os cuidados e as medidas de proteção
individual e coletiva necessários. Da mesma forma, o descarte das soluções usadas
pode ter impacto ambiental e/ou requerer cuidados especiais. Todos os aspectos
ligados à segurança e ao meio ambiente devem ser verificados antes de se iniciar
atividades que envolvam reagentes químicos, de modo a tomar todas as medidas
recomendáveis.
Quando uma superfície polida é submetida uniformemente à ação de um
reativo, acontece, quase sempre, que certas regiões são atacadas com maior
intensidade do que outras. Esta diferença de "atacabilidade" provém habitualmente
de duas causas principais: diversidade de composição química ou de estrutura
cristalina. A origem dessas diferenças será explicada mais adiante. A imagem assim
obtida constitui o "aspecto macrográfico" do material.
O contato de corpo-de-prova com o reativo pode ser realizado de três modos:
1. Ataque por imersão: a superfície polida é mergulhada em uma cuba contendo
certo volume de reagente. Este é o método mais comum e usualmente o
único que pode ser aplicado quando o ataque não é realizado a temperatura
ambiente.
2. Ataque por aplicação: uma camada de reativo é aplicada sobre a seção em
estudo, com auxílio de um pincel ou chumaço de algodão. Neste caso, o
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acompanhamento do ataque é crítico, para que seja regularizado, se
necessário.
3. Impressão direta de Baumann: uma folha de papel fotográfico,
convenientemente umedecida com um reagente apropriado, é aplicada sobre
a superfície polida, e obtendo-se sobre ele um decalque da maneira como se
encontram distribuídos os sulfetos, no aço.
Conforme sua duração e profundidade, os ataques classificam-se em lentos
ou profundos e rápidos ou superficiais. Estes últimos são os mais empregados. Os
ataques lentos visam obter uma corrosão profunda do metal, com relevo acentuado.
São empregados em alguns casos em que o reativo rápido não dá contraste
suficiente, como em certas estruturas fibrosas. 0 ataque lento pode durar horas e
mesmo dias. O principal reativo utilizado nesse gênero de ataque (para produtos
siderúrgicos) é uma solução de ácido sulfúrico diluído a 20% em água. Por meio do
ataque rápido, com reativos próprios para esse fim, obtém-se o resultado desejado
em poucos minutos. Embora a corrosão seja apenas superficial, produz, entretanto,
imagens suficientemente visíveis.
2.2 MICROGRAFIA
De acordo com Baptista e Soares (1998), a micrografia consiste no estudo
dos produtos metalúrgicos, com o auxílio do microscópio, permitindo observar a
granulação do material, a natureza, forma, já quantidade e distribuição dos diversos
constituintes ou de certas inclusões, etc. Estas observações são de grande utilidade
prática. Técnica micrográfica – a técnica do preparo de um corpo de prova de
micrografia abrange as seguintes fases:
Preparação da amostra
O primeiro passo para a obtenção de um bom resultado é a escolha e
preparação adequada da amostra. Esta deve representar a peça em estudo; para
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isto não deve sofrer qualquer alteração em sua estrutura. Um aquecimento
demasiado (acima de 100°C),deformações plásticas (em metais moles), ou a
formação de novos grãos por recristalização devem ser evitados. A área da amostra
a ser examinada não deveria exceder de 1 a 2 cm , sob pena de se ter um tempo de
preparação excessivo. Qualquer preparação depende igualmente do material da
amostra; a técnica de lixamento e polimento deve ser adaptada à mesma.
1. Embutimento da amostra
A necessidade do embutimento de amostras metalográficas é de grande
importância em micrografia, pois além de facilitar o manuseio de peças pequenas,
evita que corpos de prova com arestas rasguem a lixa e o pano de polimento, bem
como evita o abaulamento dos corpos de prova durante o polimento, o que influencia
bastante na observação microscópica (facilita a observação dos bordos, que ficam
planos). O embutimento com resinas sintéticas apresenta ainda as seguintes
vantagens: a) são neutras em relação às soluções de ataque; b) impedem a
infiltração das soluções em poros e fendas; c) a dureza pode ser adaptada à dureza
do material a ser embutido, através de aditivos específicos. O embutimento pode
ser: a) a frio – quando se usa resinas sintéticas de polimerização rápida; b) a quente
– quando a amostra é embutida em materiais termoplásticos por meio de prensas.
2. Lixamento ou pré-polimento
O lixamento é essencialmente o processo de preparação de uma superfície
lisa e plana da amostra metalográfica para o subsequente polimento. Para isto,
começa-se por lixar a amostra em lixas de granulação cada vez menores, mudando
de direção (90°) em cada mudança de lixa até desaparecerem os traços da lixa
anterior. De acordo com a dureza da amostra, da pressão do trabalho e da
velocidade de lixamento surgem deformações plásticas de toda a superfície por
amassamento e um aumento de temperatura. Estes fatores devem ser evitados ao
máximo, pois podem dar origem a uma imagem falseada. Inclusões duras se
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desgastam menos; após um certo tempo são arrancadas da superfície e a
depressão resultante é preenchida com pó ou então exageradamente ampliada. Por
isso o requerimento primordial da técnica micrográfica de lixamento é:
a) Escolha adequada do material de lixamento em relação à amostra e ao tipo
de exame final;
b) A superfície deve estar sempre rigorosamente limpa, isenta de líquidos e
graxas que possam provocar reações químicas na superfície.
c) Na mudança de lixas deve-se limpar perfeitamente a superfície da amostra.
d) Riscos profundos que surgiram durante o lixamento, de preferência devem
ser eliminados por novo lixamento, pois um polimento demorado em geral não
resolve.
e) Metais diferentes não devem ser lixados sobre a mesma lixa.
O lixamento pode ser:
a) seco: a amostra é lixada diretamente sobre a superfície da lixa;
b) úmido: este processo facilita o lixamento, evitando aquecimento e a
formação de poeira no ar;
c) manual: quando a amostra é trabalhada pelo analista diretamente sobre a
lixadeira;
d) automático: o trabalho monótono de lixamento é substituído por este
processo. Diversas amostras são presas em suportes e lixadas sobre a ação de
cargas variáveis. Pode-se assim comparar diversas amostras sobre as mesmas
condições. As lixas normalmente são de carbeto de silício, com granulação
classificada em grupos. O tamanho dos grãos diminui com o aumento deste número.
Aconselha-se sempre usar lixas do mesmo fabricante, pois uma numeração idêntica
não é uma garantia suficiente para se obter os mesmos resultados. O tratamento
diferente da matéria-prima e, principalmente, variação do teor de óxido de ferro, são
as causas destas diferenças.
3. Polimento
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Consiste na obtenção de uma superfície isenta de risco, de modo a se obter
uma imagem clara ao microscópio. Para isto, inicia-se por polir a amostra com
material de granulação cada vez menor. Para se obter uma superfície perfeitamente
polida, os seguintes cuidados devem ser observados:
a) Escolha adequada do material de polimento em relação à amostra e ao tipo
de exame final.
b) A superfície deve estar sempre rigorosamente limpa, isenta de poeira de
vestígio do polimento anterior, a fim de não provocar riscos.
c) Na mudança dos panos ou feltros de polimento, deve-se limpar
perfeitamente a superfície da amostra.
O polimento pode ser:
a) mecânico – quando se usa uma politriz fixa ou motorizada, apresentando
esta última geralmente velocidade variável. O polimento mecânico pode ser ainda
manual, quando a amostra é trabalhada manualmente no disco de polimento; e
automático quando a amostra são fixadas em dispositivos especiais e polidas sobre
a ação de cargas variáveis. Como o material de polimento tem-se óxido de alumina
ou alumina (natural ou sintética), óxido de cromo, pasta de diamante os quais são
aplicados sobre panos especiais ou feltros. No caso da pasta de diamante, esta
fixa-se no pano e o mesmo pode ser regenerado de tempos em tempos,
eliminando-se o material retirado das amostras.
b) Eletrolítico – neste processo, descoberto por Jacquet em 1935, as
irregularidades de superfície são alisadas quando a amostra funciona como ânodo
dentro de um banho eletrolítico. Sendo a distância no local de protuberâncias, entre
ânodo e cátodo, inferior àquele existente no local de depressões, a passagem da
corrente faz-se com maior facilidade, gastando-se mais estes pontos; obtém-se
assim uma superfície plana. As vantagens do processo são a economia de tempo e
de trabalho e a não formação de camadas superficiais deformadas (principalmente
para metais moles, aço inoxidável austeníticos). Apesar de ter sido recebido com
desconfiança em relação aos materiais heterogêneos, o processo desenvolveu-se
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também para estes, pois o ataque desigual da superfície geralmente não tem grande
importância.
c) Mecânico eletrolítico – este pode ser alternado, passando da pasta de
diamante ao processo eletrolítico, ou combinado. Neste caso tem-se o disco giratório
(cátodo) mergulhado no eletrólito; a amostra funciona como ânodo. Sobre o disco
tem-se ainda a pasta especial para o polimento.
A escolha do tipo de polimento – Os materiais podem ser divididos em três
grupos principais de acordo com o método de polimento mais indicado:
a) Materiais homogêneos comuns (aço, cobre, etc.) Para estes tipos de
materiais usa-se o polimento eletrolítico, podendo ainda ser usado o polimento
mecânico (pasta de diamante).
b) Materiais heterogêneos (ferro fundido, alumínio e ligas) Este grupo de
materiais pode normalmente ser melhor polido por meio do polimento mecânico
(método do diamante). Porém, deve-se dar um tratamento especial durante o
polimento mecânico do alumínio e suas ligas.
c) Metais especiais ( metais preciosos, tungstênio, ligas de cobre, etc.) Para
este grupo de materiais, o polimento mais indicado é o polimento eletromecânico.
4. Ataque da superfície preparada
O ataque é feito agitando-se a superfície polida mergulhada no reativo posto
numa pequena cuba. A duração do ataque depende da concentração de reativo e da
natureza e textura da amostra. Em média, a duração do ataque para ferro fundido e
aços comuns é de 5 a 15 segundos. Após o ataque lava-se imediatamente a
superfície atacada com álcool e em seguida efetua-se a secagem, passando-se
primeiramente um pequeno chumaço de algodão umedecido com álcool e depois um
jato de ar quente à superfície.
Reativos comumente usados
- Solução de ácido nítrico a 1% em álcool etílico – Nital.
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- Solução de ácido pícrico a 4% em álcool etílico – Picral.
- Solução de picrato de sódio.
2.3 ESTEREOSCÓPIO
A utilização de microscópios é muito comum em diferentes áreas de estudo,
como medicina, biologia, metalúrgico e afins. E existem diferentes tipos de
microscópios, cada um com sua diferença e utilização.
Microscópio estereoscópio, também conhecido como lupa, é utilizado para
áreas como zoologia, metalografia, petrografia, têxtil, veterinária e outras. No
microscópio estereoscópio a iluminação vem por cima da amostra, esse modelo de
microscópio possui espaçodestinado a visualização de objetos maiores. O
microscópio estereoscópio é utilizado para observar todos os tipos de objetos de
maneira aumentada, não se faz necessário preparar a amostra em lâmina. Trata-se
de um microscópio extremamente versátil.
A diferença é que em um microscópio estereoscópico a amostra é observada
em três dimensões, enquanto no microscópio óptico binocular a imagem observada
é bidimensional. Isso ocorre porque as imagens de microscópio estereoscópico que
atingem cada uma das duas oculares são ligeiramente diferentes, enquanto na
imagem do microscópio óptico binocular é exatamente o mesmo em ambas as
oculares.
(FIGURA 01 - Estereoscopio binocular)
Fonte: Microscópio Estereoscópio – Função e Dicas de Utilização. Blog SP Labor.
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O sistema de iluminador duplo é novamente uma vantagem que você obtém
com o microscópio estereoscópio e o scanner de slides. O enquadramento do
microscópio é feito de tal maneira que o iluminador duplo fornece luz acima do local
da amostra, bem como a luz abaixo da amostra, o que dá uma visão perfeita da
imagem em luz suficiente, tornando o estudo mais eficaz.
Microscópio estereoscópio têm luz vinda de cima e permitem observar a
textura da superfície dos objetos. Os microscópios estéreo permitem que você veja
praticamente qualquer coisa que caiba no plano e não há necessidade de preparar o
objeto em uma lâmina de microscópio.
Microscópios estereoscópicos
Os estereoscópios binoculares são um par combinado de microscópios
montados lado a lado com um pequeno ângulo entre os eixos ópticos. O objeto é
visualizado independentemente para cada olho, e o efeito estereoscópico, que
permite a discriminação do relevo no objeto, é mantido. O efeito pode ser exagerado
pela escolha adequada dos parâmetros de design dos microscópios.
Por razões práticas, o poder de aumento de tais instrumentos está geralmente
na faixa de 5–250 ×. Esses microscópios são importantes em qualquer trabalho em
que seja feito um ajuste fino de ferramentas ou dispositivos. Por exemplo, o
estereomicroscópio é frequentemente usado em laboratórios biológicos para
dissecção de indivíduos e na sala de cirurgia para procedimentos microcirúrgicos.
Estereomicroscópios de potência moderada são ainda mais amplamente usados na
indústria de fabricação de eletrônicos , onde eles permitem que os técnicos
monitorem a ligação dos cabos aos circuitos integrados .
Microscópios polarizadores
Os microscópios de polarização são microscópios convencionais com
recursos adicionais que permitem a observação sob luz polarizada. A fonte de luz de
tal instrumento é equipada com um filtro polarizador , o polarizador, de forma que a
luz que ele fornece seja linearmente polarizada (ou seja, as ondas de luz vibram em
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uma determinada direção ao invés de aleatoriamente em todas as direções como na
luz comum). Quando esta luz polarizada linearmente passa pelo objeto sob exame,
ela pode não ser afetada ou, se o objeto for birrefringente, pode ser dividida em dois
feixes com polarizações diferentes. Um segundo filtro, um analisador de polarização,
é instalado na ocular, onde bloqueia todas as polarizações da luz, exceto uma. O
analisador pode ser girado para obter o contraste máximo na imagem, e assim a
direção de polarização da luz transmitida através do objeto pode ser determinada. A
ocular também pode ser equipada com um retardador de polarização, que muda a
fase da luz entre as direções de polarização selecionadas e que pode ser girado
para medir a quantidade de polarização elíptica produzida pelo espécime.
Muitas precauções devem ser tomadas no projeto e construção de um
microscópio de polarização para evitar o uso de componentes ópticos que
introduzem retardo de polarização indesejável no feixe de luz após ele ter deixado o
objeto. Existe uma limitação básica colocada no uso de objetivas com altos NA 's em
que os altos ângulos de incidência necessários na superfície produzem alguma
despolarização. Objetivas de microscópio especializadas que minimizam este efeito
foram projetadas e produzidas. Os microscópios de polarização são usados
 principalmente para examinar a natureza dos cristais em amostras geológicas e para
analisar os detalhes de birrefringência e estresse em estruturas biológicas. Eles têm
sido de importância crucial na detecção e monitoramento de fibras de amianto .
Microscópios metalográficos
Microscópios metalográficos são usados para identificar defeitos em
superfícies metálicas , determinar os limites dos grãos de cristal em ligas metálicas e
estudar rochas e minerais. Este tipo de microscópio emprega iluminação vertical, na
qual a fonte de luz é inserida no tubo do microscópio abaixo da ocular por meio de
um divisor de feixe. A luz brilha através da objetiva e é focada através da objetiva no
espécime. A luz refletida ou espalhada de volta para a objetiva é então visualizada
de volta na ocular.
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Dessa forma, objetos opacos , como metais, podem ser examinados ao
microscópio. Esses sistemas também têm aplicações em ciência forense e
microscopia diagnóstica.
2.4 MICROSCÓPIO ÓPTICO
A necessidade do ser humano em desenvolver instrumentos capazes de
ampliar a morfologia celular e demais estruturas, possibilitando sua observação e o
estudo de seu funcionamento e de sua arquitetura, tornou necessário o
desenvolvimento do microscópio de luz, além de corantes e técnicas de preservação
para a observação, possibilitando que tais delicadas estruturas fossem observadas
antes de começarem a sofrer degradação.
O olho humano é capaz de enxergar apenas a faixa da luz visível do espectro
da radiação eletromagnética, da mesma forma que só consegue perceber objetos
que estejam a uma distância mínima aproximada de 0,25 mm. Imagens de objetos
extremamente diminutos, como da maioria das células, não são distinguidas pelo
olho.
Uma célula eucariótica animal típica tem cerca de 20 μm (0,02 mm) de
diâmetro; assim, para suplantar os limites sensoriais da visão e conhecer a célula, é
necessário recorrer a um instrumento, o MICROSCÓPIO (do grego micro = pequeno
e scopein = examinar).
Existem vários tipos de microscópios, como o microscópio de luz ou fotônico
que usa a luz visível (radiação eletromagnética com comprimento de onda entre 400
e 800 nm), para fornecer uma imagem aumentada e invertida verticalmente (de cima
para baixo) e invertida horizontalmente (da esquerda para direita) dos objetos em
observação.
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(FIGURA 02 - Microscópio Óptico)
Fonte: O Microscópio óptico. Projeto Uniões.
Apesar da grande variabilidade externa dos microscópios, seus componentes
fundamentais são semelhantes. O microscópio de luz é composto por partes
mecânica e óptica.
2.5 ANÁLISE METALOGRÁFICA
A análise metalográfica tem como principal objetivo analisar os componentes
e características estruturais dos metais e de suas ligas, com o intuito de
relacioná-las com as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos mesmos.
A análise metalográfica pode ser aplicada de duas maneiras:
● Macrografia: técnica empregada com o uso de tratamentos térmicos e
por especificação de processo de soldagem.
● Micrografia: conjunto de ações como a caracterização da matriz da
microestrutura, do processo de contagem e classificação de nódulos de
grafita nos ferros fundidos, inclusões em aços, entre outras.
Onde realizar a análise metalográfica:
Justamente por se tratar de um processo delicado e importante, a análise
metalográfica deve ser realizada em um laboratório específico, dotado de
equipamentos modernos e de grande tecnologia que seja capaz de executar as
análises com máxima precisão.
O processo de análise metalográfica deve ser coordenado por profissionais
experientes e qualificados para garantir que toda a sua execução ocorra da melhor
maneira possível.
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Fonte: Wikipédia. Micrografia óptica de ferro fundido nodular polido e atacado.
Atacado em 3% Nital. 100X. Região clara: ferrita. Região marrom escura: perlita.
Nódulos escuros:grafita, 2018.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Podemos então chegar a conclusão da importância de analisar as
características estruturais de metais é essencial para a validação de amostras, uma
vez que muitos defeitos não são aparentes, sendo necessário recorrer à microscopia
para notá-las.
Vemos como a metalografia busca cumprir essa função, sendo de extrema
importância para quaisquer projetos que envolvam a aplicação de materiais
metálicos. Somente com ela será possível verificar se a estrutura da peça está
adequada às exigências da aplicação. A análise metalográfica permite a
identificação da micro/macroestrutura do material, além de avaliar a eficácia dos
tratamentos térmicos aplicados, quantificar as fases da liga, e observar a presença
de inclusões, precipitados ou descontinuidades. É com o auxílio da metalografia que
é possível identificar desvios no tratamento térmico, microtrincas ou segregações de
elementos.
Através da análise Metalográfica, obtém-se um maior detalhamento de suas
características físicas e químicas. Conhecendo-se essas propriedades pode-se fazer
um estudo mais detalhado acerca da durabilidade da peça, possíveis causas de
falhas em seu uso, o ponto de fratura, como também as implicações e qualidade dos
processos aos quais foi submetida (como fundição, soldagem, entre outros). Através
do detalhamento dessas informações pode-se oferecer então uma maior
confiabilidade de informações do produto final. Oferecendo assim ao seu cliente
informações uma compreensão mais detalhada das possíveis usabilidades do
produto e, por conseguinte, gerando mais confiança ao adquiri-lo.
https://materiaisjr.com.br/tratamentos-termicos/
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3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BAPTISTA, André Luís de Brito; SOARES, Ângelo Rosestolato. O ensaio
metalográfico no controle da qualidade. UFF/EEIMVR, 1998.
Disponível em:
http://www.spectru.com.br/ensaio_metal.pdf. Acesso em: 13 maio 2021.
NEVES, João Augusto Ferreira; SOUZA, Claudio Rassweiler. A análise
metalográfica. UERJ, 2001.
Disponível em:
https://www.proaqt.com.br/analise-metalografica. Acesso em: 13 maio 2021.
SILVANO, Ricardo Rocha de Andrade; SANTOS, Luiz Claudio. A metalografia
aplicada na metalurgia. UNIFESP, 2002.
Disponível em:
https://rijeza.com.br/metalografia-o-que-e-e-para-que-e-utilizada-essa-analise/.
Acesso em: 13 maio 2021.
Macrografia aula 3.
Disponível em:
http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/lmcm1_aula3.pdf&ved=2ahUKEwj-hcWyz8b
wAhXPr5UCHS-fASIQFjAYegQINRAC&usg=AOvVaw39K_Ytw7KlEgrBGbdxnCxp
Acesso em: 20 maio 2021.
Ensaio Macrográfico. InfoSolda. 18 de dez. 2018.
Disponível em
https://infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/ensaios-nao-destrutivos-e-meca
nicos-livros-senai/219-ensaio-macrografico#:~: texto%20ensino%20de%20
macrografia%20 consiste,da%20estrutura%20do%20 material%20ou. Acesso em:
20 maio 2021.
Ensaio de macrografia. Ética Laboratório.
Disponível em:
https://www.eticalaboratorio.com.br/macrografia. Acesso em: 20 maio 2021.
O Microscópio óptico. Projeto Uniões.
Disponível em:
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&view=category&id=76&Itemid=140. Acesso em: 20 de maio de 2021.
Microscópio Estereoscópio – Função e Dicas de Utilização. Blog SP Labor. 13 dez.
2018.
Disponível em:
https://www.splabor.com.br/blog/microscopio-estereoscopio/microscopio-estereoscop
io-funcao-e-dicas-de-utilizacao/amp/. Acesso em: 20 de maio de 2021.
http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/lmcm1_aula3.pdf
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https://infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/ensaios-nao-destrutivos-e-mecanicos-livros-senai/219-ensaio-macrografico#:~:text=O%20ensaio%20de%20macrografia%20consiste,da%20estrutura%20do%20material%20ou
https://infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/ensaios-nao-destrutivos-e-mecanicos-livros-senai/219-ensaio-macrografico#:~:text=O%20ensaio%20de%20macrografia%20consiste,da%20estrutura%20do%20material%20ou
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https://www.splabor.com.br/blog/microscopio-estereoscopio/microscopio-estereoscopio-funcao-e-dicas-de-utilizacao/amp/
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