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1. Introdução Este relatório trata do preparo metalográfico, para a análise óptica de amostras metálicas, visualizando sua microestrutura, na qual podemos definir as suas respectivas fases. Com a comparação através de normas podemos ainda classificar os tipos de grafitas no caso dos ferros fundidos cinzentos, bem como definir tamanho de grãos para o aço SAE 1020 e tamanhos da grafita para o ferro fundido nodular. 2. Procedimento Experimental 2.1. Corte Os corpos-de-prova foram seccionados com discos de Carbeto de Silício (SiC), em uma cortadeira elétrica da marca DISCOTON-2, com dimensões de corte de aproximadamente de 12 mm, tendo os formatos circulares, retangulares e quadradas, a fim de facilitar sua identificação. 2.2. Embutimento Foi utilizado o processo de embutimento á quente, na prensa mecânica LaboPress-1, utilizando resina fenólica do tipo multifast, também conhecida como baquelite. A pressão aplicada foi de 15 kN por um período de 5 minutos e posteriormente resfriado em água por 5 minutos. Diferentes colorações foram utilizadas, para juntamente com os formatos de cortes diferentes, auxiliar na identificação. 2.3. Lixamento Nesta etapa lixas de Carbeto de Silício (SiC) foram utilizadas, por terem uma boa resistência ao desgaste e não formar ondulações quando na utilização de água. As seguintes seqüências de lixas foram utilizadas: #320, #500, #800 e #1000, sendo que esta numeração corresponde á quantidade de

Ataque Químico

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Os ataques químicos aplicados a materiais têm como finalidade revelar sua microestrutura, assim como a morfologia das fases presentes e, em alguns casos, as impurezas que venham a estar dispersas na matriz microestrutural. As condições de ataque tais como, composição química, temperatura e tempo, podem ser variadas para atingir as mais diversas finalidades de contrastes [1]. A principal dificuldade na revelação da microestrutura de aços com baixo teor de carbono é delinear os contornos de grão da fase ferrita. O objetivo deste trabalho foi viabilizar um ataque químico para revelar a microestrutura de um aço ferrítico baixo carbono.

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Page 1: Ataque Químico

1. Introdução

Este relatório trata do preparo metalográfico, para a análise óptica de

amostras metálicas, visualizando sua microestrutura, na qual podemos definir

as suas respectivas fases. Com a comparação através de normas podemos

ainda classificar os tipos de grafitas no caso dos ferros fundidos cinzentos, bem

como definir tamanho de grãos para o aço SAE 1020 e tamanhos da grafita

para o ferro fundido nodular.

2. Procedimento Experimental 2.1. Corte Os corpos-de-prova foram seccionados com discos de Carbeto de Silício

(SiC), em uma cortadeira elétrica da marca DISCOTON-2, com dimensões de

corte de aproximadamente de 12 mm, tendo os formatos circulares,

retangulares e quadradas, a fim de facilitar sua identificação.

2.2. Embutimento

Foi utilizado o processo de embutimento á quente, na prensa mecânica

LaboPress-1, utilizando resina fenólica do tipo multifast, também conhecida

como baquelite. A pressão aplicada foi de 15 kN por um período de 5 minutos e

posteriormente resfriado em água por 5 minutos. Diferentes colorações foram

utilizadas, para juntamente com os formatos de cortes diferentes, auxiliar na

identificação.

2.3. Lixamento

Nesta etapa lixas de Carbeto de Silício (SiC) foram utilizadas, por terem

uma boa resistência ao desgaste e não formar ondulações quando na

utilização de água. As seguintes seqüências de lixas foram utilizadas: #320,

#500, #800 e #1000, sendo que esta numeração corresponde á quantidade de

Page 2: Ataque Químico

partículas por inch2, sendo assim quanto maior for a numeração mais fino será

os riscos de corte.

Durante o lixamento as amostras ao serem trocadas de lixas foram

lavadas em água corrente e rotacionadas a 90°, conforme a figura 01.

Figura 01: Orientação de rotação para o lixamento.

2.4. Polimento

Politrizes rotativas LaboPol-21 da marca Struers foram utilizadas para

realizar o polimento e utilizou-se como abrasivo polidor a alumina (Al2O3), com

granulometria de 1µm e pano de feltro VELTEX da marca BUEHLER. Durante

este processo as amostras sofreram movimentos circulares com sentido

contrário ao sentido de rotação do disco, a fim de evitar alguns aspectos

inconvenientes conhecidos como rabos de cometa, ficando as amostras em um

tempo necessário para eliminar completamente os riscos da superfície.

2.5. Ataque Químico

Tanto para os aços ao carbono, como para os ferros fundidos, o Nital,

cuja composição corresponde a 98% de ácido nítrico e 2% de álcool etílico, foi

o utilizado.

O ataque é feito por imersão da amostra em um recipiente (relógio de vidro)

com o reagente, durante um período necessário para que ocorra a revelação

da microestrutura do material, este tempo de contato deverá ser o suficiente

para que o aspecto brilhante desapareça, ou seja, que a amostra fique fosca,

sem que prevaleça o ataque excessivo (queima), o qual exigirá um novo

polimento

2.6. Análise Óptica

Page 3: Ataque Químico

As micrografias foram geradas em um microscópio óptico, com o auxílio

do analisador de imagens OMNIMET, da empresa BUEHLER, utilizando-se as

objetivas com ampliações de 50x, 100x, 200x, 500x e 2500x.

3. Resultados e Discussão

A seguir são apresentadas as micrografias obtidas para cada material.

3.1 Aço 1020:

Figura 01: Micrografia SAE 1020. Ampliação 50x.

Page 4: Ataque Químico

Figura 02: Micrografia SAE 1020. Ampliação 100x.

Figura 03: Microestrutura SAE 1020. Ampliação 200x.

Page 5: Ataque Químico

Figura 04: Micrografia SAE 1020. Ampliação 500x.

Nos aços SAE 1020, podemos observar as fases (Ferrita e Perlita), presentes

neste material, bem como os contornos de grãos.

Tamanho dos grãos aço 1020:

25,19 20,51 23,13 25,26 23,38 26,92 32,84 21,72 24,40 30,94

28,19 44,15 23,05 28,77 22,20 29,22 24,63 26,02 32,03 33,53

Tamanho médio: 27,30 µm

Desvio padrão: 5,50

3.2 Aço 1045:

Ferrita

Perlita

Page 6: Ataque Químico

Figura 05: Micrografia SAE 1045. Ampliação 50x.

Page 7: Ataque Químico

Figura 06: Micrografia SAE 1045. Ampliação 100x.

Figura 07: Micrografia SAE 1045. Ampliação 200x.

Page 8: Ataque Químico

Figura 08: Micrografia SAE 1045. Ampliação 2500x. Nos aços SAE 1045, podemos observar as fases (Ferrita + Perlita), presentes

neste material.

3.3 Aço 1060:

Figura 09: Micrografia SAE 1060. Ampliação 50x.

Page 9: Ataque Químico

Figura 10: Micrografia SAE 1060. Ampliação 100x.

Figura 11: Micrografia SAE 1060. Ampliação 200x.

Page 10: Ataque Químico

Figura 12: Micrografia SAE 1060. Ampliação 2500x. No aço SAE 1060, podemos observar o aumento de carbono em relação às outras duas amostras, este aço possui 0,6% de carbono. 3.4 Ferro fundido (cinzento):

Figura 13: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 50x.

Page 11: Ataque Químico

Figura 14: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 100x.

Figura 15: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 200x. Sem Ataque.

Figura 16: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 50x. Com Ataque.

Page 12: Ataque Químico

Figura 17: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 100x. Com Ataque.

Figura 18: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 200x. Com Ataque.

Page 13: Ataque Químico

Figura 19: Micrografia FoFo Cinzento. Ampliação 2500x. Com Ataque.

Para o ferro fundido cinzento, pode-se classificar a sua grafita sendo do tipo B,

em comparação com a norma ASTM-A247, na qual apresenta veios com

disposição radial em torno de núcleos com aspecto eutético. Este material

apresenta ainda uma matriz perlítica.

3.5 Ferro fundido (vermicular):

Page 14: Ataque Químico

Figura 20: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 50x. Sem Ataque.

Figura 21: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 100x. Sem Ataque.

Page 15: Ataque Químico

Figura 22: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 200x. Sem Ataque.

Figura 23: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 50x. Com Ataque.

Figura 24: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 100x. Com Ataque.

Page 16: Ataque Químico

Figura 25: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 200x. Com Ataque.

Figura 26: Micrografia FoFo Vermicular. Ampliação 2500x. Com Ataque.

Page 17: Ataque Químico

Para o ferro fundido vermicular pode-se classificar a forma da grafita como compacta. Esse material apresenta uma matriz de ferrita. 3.6 Ferro fundido (nodular):

Figura 27: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 50x. Sem Ataque.

Figura 28: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 100x. Sem Ataque.

Page 18: Ataque Químico

Figura 29: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 200x. Sem Ataque.

Figura 30: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 50x. Com Ataque.

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Figura 31: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 100x. Com Ataque.

Figura 32: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 50x. Com Ataque.

Page 20: Ataque Químico

Figura 33: Micrografia FoFo Nodular. Ampliação 2500x. Com Ataque.

Para o ferro fundido Nodular, cuja sua matriz é do tipo ferrítica, pode-se

classificar sua grafita sendo, tamanho 6, em comparação com a norma ASTM-

A247, na qual apresenta em media 890 nódulos por mm².

4. Conclusão

Com base nos resultados apresentados, as principais conclusões do presente

trabalho são as seguintes:

1) Através da analise metalográfica é possível determinar a classificação

dos aços e sua composição física, química e mecânica.

2) Os aços estudados foram classificados de acordo com suas normas

mostrando-se compatível com as mesmas.

Page 21: Ataque Químico

3) Os ferros fundidos apresentam diferentes formas de grafita, essa

diferença determina a sua característica principal e a sua ideal

aplicação.

5. Referências

SILVA, Ubiraja Marques de Carvalho e. Técnicas e procedimentos na

metalografia prática: preparação de corpos de prova para exames

metalográficos. São Bernardo do Campo: I Rossi, 1978.

COLPAERT, Hubertus. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. 4ª

edição – São Paulo: Edgard Blucher, 2008.