O Laboratório de Microestruturas

Índice

1.        Introdução        1

2.        Objectivos        2

2.1.        Objectivo Geral        2

2.2.        Objectivo Específico        2

3.        Resumo Teórico        3

4.        Metodologia        4

4.1.        Materiais e Equipamentos Utilizados        4

5.        Procedimentos Experimentais        4

5.1.        Corte da Amostra        4

5.2.        Lixamento        5

5.3.        Polimento        5

5.4.        Ataque Químico        6

5.5.        Análise Óptica ou Microestrutural        7

6.        Resultados e Análise        8

7.        Conclusão        10

8.        Bibliografia        11

9.        Anexos        12

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1. Introdução

O Presente trabalho enquadra-se no âmbito dos relatórios laboratoriais da cadeira de Materiais de Construcção – F, leccionada no I semestre do 2º ano do curso de Licenciatura a Engenharia Ferroviária e tem como tema Análise de Microestruturas. Trata-se de um relatório de um ensaio metalográfico (estudo da morfologia e estrutura dos metais) efectuado no Laboratório de Microestuturas da Faculdade de Engenharias da Universidade de Eduardo Mondlane no dia 22 de Maio de 2017 pelas 17h30.

Este trabalho descreve o preparo e ensaio metalográfico, para a análise óptica de uma amostra metálica, permitindo visualizar sua microestrutura e também identificar/definir os tipos de estruturas encontradas a partir da análise microscópica do aço de médio teor de carbono.

A importância deste exame decorre do fato das propriedades mecânicas de um metal dependerem não só de sua composição química como também de sua textura. Com efeito, um mesmo material pode tornar-se maleável, dúctil, quebradiço, elástico, tenaz, etc., conforme a textura que apresentar e que lhe pode ser dada por meio de trabalhos mecânicos ou tratamentos térmicos adequados.

 

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1. Objectivos

1. Objectivo Geral

O objectivo geral do presente relatório foi de descrever de forma prática e sucinta o processo de ensaio e análise da microestrutura de uma amostra de aço com teor médio de carbono.

1. Objectivo Específico

Apresentar através do ensaio metalográfico e de sua análise micrográfica com o auxílio do microscópio a morfologia e estrutura do material em estudo, determinando os microconstituintes que o compõe.

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1. Resumo Teórico

A metalografia é o ramo da ciência que consiste na relação entre a composição e estrutura com as propriedades de metais e ligas. O exame metalográfico de uma amostra envolve três estágios fundamentais de preparação de um corpo de prova:

1. Preparação da superfície, com o objectivo de obter uma superfície plana e polida;
2. Ataque, que se realiza de forma adequada ao corpo de prova de modo a se puder evidenciar a microestrutura;
3. Observação ao microscópio.

Ao longo do tempo foram desenvolvidos muitos métodos de preparação de amostras, mas sem dúvida a etapa mais importante é a observação ao microscópio, pois é nesta etapa que será possível conhecer as propriedades do material analisado. O exame metalográfico pode ser feito à vista desarmada até no máximo 10x (exame macrográfico ou macrografia) ou usando microscópio com capacidade de ampliação até 400x (exame micrográfico ou micrografia).

Pela macrografia pode-se obter informações de carácter geral, como a homogeneidade do material da peça, sua distribuição, natureza e quantidade de certas impurezas, processos de fabricação, entre outras.

Pela micrografia pode-se observar a granulação do material, a natureza, quantidade, distribuição e forma de diversos constituintes, inclusões e outros que em seu conjunto conduzem a uma série de conclusões interessantes e de utilidade prática. Assim, os ensaios mecânicos constatam os valores da resistência, dureza, etc., do material, a análise química mostra os elementos que fazem parte da constituição do material, e, por fim, o exame metalográfico fornece informações sobre a estrutura do material.

A observação metalográfica é um meio bastante poderoso para prever ou explicar as propriedades e o comportamento de uma peça metálica, pois permite conhecer a estrutura do material, mais concretamente seus microconstituintes, bem como a morfologia e distribuição destes. Este estudo tem como objectivo perceber melhor o comportamento do material sob diversas condições (aplicações) e, desse modo, relacionar as observações realizadas com algumas de suas propriedades.

1. Metodologia

1. Materiais e Equipamentos Utilizados

Os materiais e equipamentos usados para este experimento foram:

• Amostra de aço com médio teor de carbono;
• Máquina de cortar amostras;
• Máquina de Lixamento e Polimento de amostras;
• Ácido pícrico com 4% de álcool etílico;
• Cronómetro;
• Pano embebido em álcool etílico;
• Secador de amostras;
• Pinça;
• Microscópio Óptico.

1. Procedimentos Experimentais

1. Corte da Amostra

Às vezes é necessário particionar o corpo de prova para obterem-se amostras que servirão para a análise metalográfica. O corte abrasivo oferece a melhor solução para este seccionamento, pois elimina por completo o trabalho mecânico a frio, resultando em superfícies planas com baixa rugosidade, de modo rápido e seguro.

Consistem de discos abrasivos finos (normalmente de alumina ou oxido de silicato), agregados com borracha ou outro aglomerante qualquer. A escolha e localização da seção a ser estudada dependem basicamente da forma da peça e dos dados que se deseje obter ou analisar a mesma. Dependendo do material a ser cortado, podem ser necessário discos de diferentes composições. A dureza e a ductilidade do material influenciam na escolha do disco de corte. Em geral, é efetuado o corte longitudinal ou o corte transversal na amostra. A máquina a qual foi usada neste experimento é a da figura 1 e 2 encontrada no anexo.