Análise de Falhas - Cap. V-4

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Prof. Luiz Cláudio Cândido
ANÁLISE DE FALHAS
(Parte V-4)
Prof. Leonardo Barbosa Godefroid
candido@em.ufop.br leonardo@demet.em.ufop.br
METALURGIA MECÂNICA
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
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Análise de Falhas
PARTE II – Técnicas de Análise
CAPÍTULO CINCO:
Primeiros passos em uma Análise de Falhas
5.1 – Início de uma análise de falha
5.2 – Análise macroscópica
5.3 – Ensaios não destrutivos
5.4 – Análise química
Capítulo Cinco:
Primeiros passos em uma Análise de Falhas
5.4 – Análise química
5.4.1 - Escolha do método de análise química
5.4.2 - Análise química "convencional"
5.4.3 - Análise química baseada na mecânica quântica
5.4.4 – A especificação da Composição Química
5.4 – Análise química
 A composição química de um material não é a única especificação
técnica deste.
 Mas é a especificação mais requerida e necessária.
 A individualização (identificação) requer que o mesmo apresente
uma composição química definida.
 Muitas falhas podem ser atribuídas à utilização equivocada de
um material (troca) que podem ser facilmente verificadas por
meio de uma análise química.
5.4.1 – Escolha do método de análise química
 Quantidade de amostra(s) disponível(is);
 Composição química da amostra ;
 Faixa da quantidade relativa em que presumidamente se situa o
componente a determinar;
 Grau de exatidão requerido;
 Número de amostras a analisar;
 Tempo e o custo da análise.
5.4.2 – Análise química "convencional”
FUNDAMENTO
5.4.2 – Análise química "convencional”
 Gravimetria
 Volumetria
 Gasometria
 Potenciometria
 Condutometria
 Coulometria
TIPOS 
 Amostragem
 Pesagem
 Dissolução
 Filtragem
 Lavagem
 Titulação
 Calcinação
FASES
5.4.2 – Análise química "convencional”
FASES
 Amostragem
 Pesagem
 Dissolução
 Filtragem
 Lavagem
 Titulação
 Calcinação
5.4.2 – Análise química "convencional”
FASES
 Amostragem
 Pesagem
 Dissolução
 Filtragem
 Lavagem
 Titulação
 Calcinação
5.4.2 – Análise química "convencional”
FASES
 Amostragem
 Pesagem
 Dissolução
 Filtragem
 Lavagem
 Titulação
 Calcinação
FUNDAMENTO
5.4.3 – Análise química baseada na mecânica quântica
5.4.3 – Análise química baseada na mecânica quântica
Diversos métodos de análise química (identificados por siglas) de acordo com o tipo de material a ser 
analisado, quanto ao caráter quantitativo ou qualitativo, e quanto à quantidade de elemento a se determinar.
5.4.3 – Análise química baseada na mecânica quântica
 Espectografia de massa;
 Absorção atômica;
 Fluorescência por Raios-X;
 Microanálise química.
Espectografia de massa
C, Mn, S, P, Al, Si, etc.
Obs.: - N / - O 
Espectógrafo de massa (JEOL).
Absorção atômica
Fluorescência por raios-X
Microanálise química
Microanálise química
Microanálise química
Microanálise química
Microanálise química
Microanálise química
5.4.4 – Especificação da análise química
 As propriedades do material sob análise estão diretamente
dependentes da estrutura do material e de sua composição química
(global e localizada);
 Por isso uma análise química é extremamente recomendada durante
a execução de uma análise de falhas;
 Muitas vezes a falha ocorre devido ao uso de material inadequado
(trocado), neste caso, a maneira mais prática e definitiva de
comprovar a troca é através da análise química.
Importância da análise química
Relação entre a vida em fadiga com o conteúdo em oxigênio (!) para mancais de aço e as respectivas 
tecnologias que devem ser utilizadas para reduzir o conteúdo deste elemento ao mínimo.
Importância da análise química
Importância da análise química
Resultados de ensaios de impacto Charpy para CPs de aço microligado com diferentes conteúdos em enxofre.
Importância da análise química
0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012
50
100
150
200
250
300
0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012
50
100
150
200
250
300
C-Mn com inclusões
Aços Microligados
 
 
E
ne
rg
ia
 C
ha
rp
y,
 p
ro
po
rc
in
al
 C
P
 1
0x
10
 (
J)
Conteúdo em enxofre (%)
Importância da análise química
50
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01
Teor de enxofre (%)
E
ne
rg
ia
 A
bs
or
vi
da
 c
on
ve
rt
id
a 
(J
)
Resultados de ensaios de impacto Charpy para CPs de um aço com diferentes conteúdos em enxofre.
Variação nas curvas de transição dúctil-frágil de aços C-Mn com diferentes quantidades de P, N e S.
Importância da análise química
-80 -60 -40 -20 0 20
0
20
40
60
80
100
120
-80 -60 -40 -20 0 20
0
20
40
60
80
100
120
 
 
E
ne
rg
ia
 C
ha
rp
y,
 p
ro
po
rc
in
al
 C
P
 1
0x
10
 (
J)
Temperatura de teste (
O
C)
 P<0,02%, N<0,008% e S<0,005%
 N=0,015% e S=0,007%
 P=0,025% e S=0,007%