Analise Metalografica

Analise metalografica

Prof MSc. Eng. Andre Ricardo Capra

Curitiba, 13 de abril de 2010.

RESUMO

A apropriada preparação de amostras para analise metalografica, para a caracterização dos materiais metálicos requer que um rígido procedimento seja seguido. A sequencia inclui a identificação, a escolha da seção a ser estudado, o seccionamento, montagem (embutimento), marcação da amostra, lixamento de desbaste e etc.

Técnicas incorretas de preparação de amostras podem resultar na alteração da verdadeira microestrutura, o que poderá a levar a conclusões erradas. E necessário, portanto um procedimento de preparação cautelosamente seguida de forma a não influenciar nos resultados parte de tudo isso veremos a seguir.

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho descreve o preparo para o ensaio metalográfico, para a análise óptica de uma amostra metálica, permitindo visualizar sua microestrutura, na qual podemos definir as suas respectivas fases, podemos ainda a partir deste ensaio realizado em laboratório identificar/definir os tipos de estruturas encontradas a partir da análise microscópica .

O estudo dos produtos metalúrgicos, com auxílio de microscópio visa à determinação de seus constituintes, sua textura e propriedades.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1.1 AÇO

-A Revolução Industrial iniciada na Inglaterra, no final do século XVIII, tornaria a produção de ferro ainda mais importante para a humanidade. Nesse período, as comunidades agrária e rural começavam a perder força para as sociedades urbanas e mecanizadas.

A grande mudança só ocorreu, porém, em 1856, quando se descobriu como produzir aço. Isso porque o aço é mais resistente que o ferro fundido e pode ser produzido em grandes quantidades, servindo de matéria-prima para muitas indústrias.

- Aço liga de ferro com até 2,1 % de carbono, podendo conter outros elementos de liga tais como Cr, Mn, Si, Mo, V, Nb,W, Ti, Ni.

2.1.2 A produção do aço

O aço é produzido, basicamente, a partir de minério de ferro, carvão e cal. A fabricação do aço pode ser dividida em quatro etapas: preparação da carga, redução, refino e laminação.

2.1.3. Preparação da carga ou sinterização:

Grande parte do minério de ferro (finos) é aglomerada utilizando-se cal e finos de coque. O produto resultante é chamado de sínter. O carvão coque é um subproduto do carvão mineral, é obtido através do processo denominado de coqueificação, onde o carvão mineral é submetido a altas temperaturas na ausência de oxigênio. O coque aparece ao final da queima, na forma de um resíduo sólido e poroso.

2.1.4. Redução:

Essas matérias-primas, agora preparadas, são carregadas no alto forno. O ar pré-aquecido a uma temperatura de 1000°C é soprado pela parte de baixo do alto forno. O coque, em contato com o oxigênio, produz calor que funde a carga metálica e dá início ao processo de redução do minério de ferro, transformando-o em um metal líquido: o ferro-gusa. O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono elevado.

Figura 1- Auto forno

Figura 2 – Esquema de funcionamento do auto forno.

2.1.5 Refino:

Aciarias a oxigênio ou elétricas são utilizadas para transformar o gusa líquido ou sólido e sucata de ferro e aço em aço líquido. Nesta etapa, parte do carbono contido no gusa é removida juntamente com impurezas. A maior parte do aço líquido é solidificada em equipamentos de lingotamento contínuo ou convencional (em desuso) para produzir semi-acabados, lingotes e blocos.

Figura 3 – Maquina de lingotamento contínuo

Figura4- Lingotamento contínuo na Gerdau Açominas (RS - Brasil)

2.2.1 Microconstituintes e grão do aço

De modo geral, a microestrutura do aço consiste de Ferrita e cementite arranjados um em relação à outra em numerosos modelos. Sob condições diversas de tratamento térmico o ferro e o carbono podem ser relacionados de uma maneira extremamente complexa para produzir peças de aços que tenham, seletivamente, propriedades mecânicas e físicas diversas.

2.2.2 Ferrita

A Ferrita é uma fase solida componente do diagrama Fe - C onde a solubilidade do carbono no ferro é pequena, a qual apresenta estrutura cristalina CCC - cubica de corpo centrado.

2.2.3 Cementita

A cementita é um composto químico de carbono e ferro que existe em alguma quantidade em todos os aços. Ela consiste de 6,67 % de carbono e de 93,33% de ferro em peso. A cementita é a fase mais dura no aço, tendo um numero de dureza rockwell c d62, uma resistência à tração de 3,5kg/mm2 . É devido à possibilidade de controlar a distribuição da cementita nos tratamentos térmicos, que uma multiplicidade de propriedades mecânicas e físicas são obtidas no aço. Com técnicas comuns de preparação metalográficas a cementita aparece branca, quando observada no microscópio.

A cementita é praticamente insolúvel no ferro até 723 graus C.

Figura 5 – Diagrama de equilíbrio simplificado ferro carbono.

Figura 6 – microestrutura do aço

3.1.1