Minha aula metalografia

Profº Villardo
Definição
Metalografia é o ramo da
engenharia que estuda as
estruturas e as propriedades
dos metais e suas ligas.
MetalografiaMetalografiaMetalografiaMetalografia

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O exame metalográfico procura
relacionar a estrutura do material
com as propriedades físicas e com
o processo de fabricação, sendo
que este exame pode ser:

Macrográfico

Micrográfico

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MACROGRAFIA
Objetivo
Obter uma informação ampla da
peça, facilitar a micrografia e
determinar a região crítica para
análise detalhada.

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A macrografia consiste no exame do
aspecto de uma superfície plana
seccionada de uma peça ou amostra
metálica, devidamente polida e atacada
por um reagente adequado. Por seu
intermédio tem-se uma ideia de conjunto,
referente à homogeneidade do material,
à distribuição e natureza de falhas,
impurezas; ao processo de fabricação.

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Algumas das heterogeneidades mais
comuns nos metais:
Vazio: causado pelo resfriamento lento;

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Forma Irregular de segregação
Segregação: causadas pelas impurezas
e outros metais;
Dendritas: formação de grãos de vários
tamanhos;

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Trincas: devido às tensões
excessivas no resfriamento;

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ZTA: Zona Termicamente Afetada

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Seleção da amostra
Cuidados a observar:
Saber o que realmente o cliente deseja
e o fim a que se destina a peça
Em qualquer hipótese é altamente
prudente proceder a um exame detido da
peça sob diversos pontos de vista, como o
aspecto da fratura, a existência de marcas
de pancadas, grinpamentos, vestígios de
soldas, azulamento por aquecimento,
porosidades, rebarbas, trincas, polimentos
locais, enferrujamento, corrosões, desgastes,
marcas punçonadas, entortamentos etc.,
antes de determinar cortes ou extração de
amostras ou de corpos de prova.

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Na apreciação dos sinais
encontrados, é preciso muita
atenção para não confundir
aqueles que possivelmente já
existiam na peça, antes do evento
que deu motivo ao estudo, e que
podem conduzir a alguma pista para as
investigações, com os que possam ter
sidos ocasionados pela aplicação de
ferramentas para retirar a peça de
onde estava instalada, ou então,
ocasionados por quedas, ou durante o
transporte.

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Preparação da amostra
I. Escolha da secção a ser
estudada (Direção do corte);
II. Preparação da amostra /
superfície (lixamento/polimento);
III. Ataque com reagente químico
adequado;
IV. Interpretação dos resultados;
V. Documentação.

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Preparação da amostra
I. Escolha da secção a ser estudada
(Direção do corte)

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Máquina de corte com disco abrasivo

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Defeitos e possíveis causas durante a operação de corte

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II. Preparação da superfície
(Embutimento/lixamento/polimento);
Embutimento

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Lixamento

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Escolha da secção:
I- Transversal (Macro)
Naturezas do material;
Homogeneidade da secção;
Intensidade da segregação;
Forma de disposição das bolhas;
Existência de restos de vazios;
Profundidade e uniformidade da carbonetação;
Profundidade de descarbonetação;
Profundidade de têmpera;
Inclusões.

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II- Longitudinal (Macro)
Processos de fabricação;
Análise de cordão de solda;
Caldeamento

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Preparação da superfície
Cuidados:
•Mudança da estrutura;
•Aquecimento não superior a 100ºC;
•Pressão excessiva (encruamento);
•Lixamento;
•Ataque químico.
•Obs.: Em função de variações
estruturais ou químicas o material
será mais ou menos atacado.

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Embutimento
A quente: As resinas para embutimento a
quente apresentam baixa viscosidade,
contração, boa adesão à amostra e resistência
a ação de agentes químicos, bem como
propriedades mecânicas adequadas para
aplicações específicas.

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Embutimento
A frio: São resinas auto-
polimerizáveis, com propriedades
químicas e mecânicas para
atendimento das mais diversas
necessidades de embutimento,
metalográfico, mineralógico,
cerâmico e petrográfico.

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Lixamento
Objetivo
Eliminar as imperfeições da
superfície da amostra (ex.: oxidação,
rebarbas, arranhados profundos, etc.).
Pode ser, de acordo com:
- Operação (manual ou mecânico)
- Meio (a seco ou úmido)

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Lixamento
Para a preparação de uma
superfície plana, isenta de deformações
plásticas e mecânicas é necessário um
correto lixamento, deve-se começar da
lixa mais grossa para a mais fina,
mudando a direção do lixamento em 90º.

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Defeitos e possíveis causas durante a operação de lixamento

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O ataque
Objetivo:
Revelar a microestrutura e os
constituintes da amostra, possibilitando
maior entendimento das suas propriedades.
O ataque pode ser por:
•Imersão
•Aplicação
•Impressão direta (Impressão de
Baumann)
Quanto ao tempo:
•Longo ou profundo
•Rápido ou superficial
•Quanto à temperatura:
•A frio
•A quente

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Interferências no
comportamento do ataque:
Variação da composição do
material (concentração de
impurezas);
Variação de estrutura
(deformação a frio);
Variação de cristalização
(granulometria grosseira, textura
acicular, gradiente térmico).

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Principais reagentes para a
macrografia:
 Iodo;
 Ácido Sulfúrico;
 Heyn (Cloreto Cupro-Amoniacal);
 Ácido clorídrico;
 Fry (Ácido clorídrico + Água +
Cloreto Cúprico)

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Principais reagentes para a
micrografia
Nota: Estes reagentes são basicamente
soluções diluídas de ácidos orgânicos ou
inorgânicos, álcalis, ou outras soluções de
natureza complexa. Como foi verificado
anteriormente, a seleção final de uma
solução, para fazer parecer um
desenvolvimento da estrutura, depende da
composição e condições estruturais do
metal ou da liga.

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Tempo de Ataque
I.Fator importante para o ataque correto a um
corpo de prova é a seleção do reagente que
melhor se adapte à composição química e à
condição física do metal;
II. Controle conveniente do tempo de ataque
para que se produza um grau de contraste
apropriado entre os diferentes componentes da
estrutura;
III.Limpeza da superfície atacada.

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Tempo de Ataque
OBS: O tempo de ataque depende da
estrutura em questão e da ampliação que
se deseja na fotografia. Conforme o
reagente escolhido, o tempo de ataque
variará de poucos segundos até alguns
minutos, ou dias.

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Recomendações:
Não atacar mais que o
necessário para fazer aparecer o
detalhe significativo;
Um grau de contraste
satisfatório para uma micrografia
com pequeno aumento é
geralmente excessivo para uma
melhor definição da estruturas em

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Recomendações:
Desejando-se um alto
contraste, é preferível obtê-lo
por meios fotográficos a
recorrer a um ataque profundo,
pois este ocultará os detalhes
mais finos da estrutura;

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Recomendações:
Se um corpo de prova for
insuficientemente atacado (pouco
contraste), é preferível poli-lo
novamente no disco acabador e
atacá-lo novamente com ácido
superior, a um ataque já levado a
efeito, outro posterior;
NOTA: Não tocar com coisa alguma
numa superfície já atacada e

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INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
(Macro)
Quando ataca mais a estrutura:
 Regiões encruadas;
 Regiões temperadas ou temperadas e
revenidas;
 Granulação grosseira.
Quando ataca mais a composição
química:
 Regiões com maior teor de carbono;
 Regiões com maior teor de fósforo;
 Regiões com maior quantidade de
inclusões não metálicas,
principalmente enxofre e fósforo.

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IDENTIFICAÇÃO
Técnica de polimento, repolimento e
ataque, servem para definir o defeito:
•Regiões ricas em carbono desaparecem
com um leve repolimento;
•Regiões ricas em impurezas,
principalmente inclusões de S e P, sofrem
um ataque profundo escurecendo mais,
permanecendo assim mesmo após um leve
polimento;

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IDENTIFICAÇÃO
•Regiões com granulação grosseira
aparecem como mosaicos de lado escuro
(parte clara e parte escura);
•Regiões com têmpera branda ou
temperadas e revenidas, ficam mais
brilhantes que o resto da amostra após
um repolimento;

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Interpretação das Micrografias
A correta interpretação das texturas que
ocorre nos materiais é matéria que requer
larga experiência do operador. Dentre as
inúmeras estruturas, citamos:
Inclusões
a) Fósforo
Localiza-se na ferrita e somente pode ser
observada ao microscópio quando o seu teor
estiver acima de 1%. Forma estrias claras,
pois expulsa o carbono dessas regiões.
A presença de fósforo causa fragilidade
aos aços e também melhora a usinabilidade;

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Inclusões
b) Enxofre
Forma sulfeto de manganês a 1100o
C,
apresentando-se sob a forma de polígonos,
glóbulos ou formas arborescentes de
coloração cinzenta. O sulfeto de ferro
geralmente não aparece nos aços comuns;
caso aconteça, terá coloração amarelada.
A presença de enxofre nos aços
facilita a usinabilidade.

c) Manganês
Semelhante ao enxofre

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Inclusões
d) Silício
O silício não é detectado ao microscópio.
e) Alumínio
Usado como desoxidante nos aços.
Forma com o oxigênio Al2O3 (alumina) que
se apresenta ao microscópio sob a forma de
partículas negras esparsas ou agrupadas.

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f) Ferrita
Solução sólida de carbono no ferro alfa-
Origina-se na zona crítica- É a forma estável
a temperatura ambiente.
Apresenta-se ao microscópio em grãos
claros com finos contornos pretos.
Identificação Metalográfica
Apresenta-se ao microscópio como
grãos brancos com finos contornos pretos.
Arranha e deforma-se facilmente. Arestas
arredondadas. É fortemente atraída pelo
ímã.

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g) Cementita
Carboneto de ferro Fe3C
Apresenta-se clara com contornos
pretos, chega a riscar o vidro.
Identificação metalográfica
Apresenta-se como uma só massa e
não mostra subdivisão em grãos. Não é
riscada, se apresenta precipitada, forma
um abaulamento. Possui cor amarelada.
Brilho intenso. Forma bastonetes ou
nódulos. Atacada com picrato de sódio em
ebulição se torna escura diferenciando da
ferrita.

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h) Perlita
Corresponde a lamelas de ferrita (88%)
e cementita (12%). As lamelas podem ser
planas, curvas ou ondeadas. A perlita se
apresenta escura ao microscópio.
As lamelas são mais ou menos
paralelas podendo ser planas, curvas
ondeadas, etc.. O afastamento entre elas
depende, entre outros fatores, da velocidade
de resfriamento e do ângulo segundo o qual
o grão de perlita é cortado.

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h) Perlita
Identificação metalográfica
Em aços com baixo carbono se localiza
em geral nos contornos da ferrita,
aumentando-se o %C. Este quadro vai se
modificando até se tornar o constituinte
principal. São envolvidos ou quase, por rede
de ferrita ou cementita. Possui coloração
marrom, verde ou preta, dependendo do
ataque (reagente e tempo), aumento de
observação e estrutura da perlita. As
lamelas só podem ser vistas com
ampliações de mais de 200 X. Forma grãos

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i) Martensita
Apresenta ao microscópio aspecto
acicular e escuro.

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Procedimentos de Exame ao Microscópio
Observar os seguintes cuidados ao
trabalhar com o microscópio:
•iniciar a observação com a objetiva de menor
ampliação;
•o foco para o microscópio monoscópico é
conseguido aproximando-se a objetiva o mais
possível da amostra, tomando-se o máximo de
cuidado para que não haja colisão entre esses
elementos e em seguida, com um dos olhos na
ocular, afastar lentamente o canhão. Quando o
objeto estiver com em foco, utilizar o parafuso
de ajuste fino;
•ao mudar-se de objetiva, afastar o canhão do
microscópio da amostra para evitar colisão das
lentes das objetivas com a amostra.

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Dureza dos Microconstituintes (HB)Dureza dos Microconstituintes (HB)
• Austenita : 300Austenita : 300
• Ferrita : 80Ferrita : 80
• Perlita : 200-250Perlita : 200-250
• Cementita : 700Cementita : 700
• Martensita : 500-650Martensita : 500-650
• Bainita : 400-500Bainita : 400-500
• Martensita Revenida : 250-400Martensita Revenida : 250-400
Dureza dos Microconstituintes (HB)Dureza dos Microconstituintes (HB)
• Austenita : 300Austenita : 300
• Ferrita : 80Ferrita : 80
• Perlita : 200-250Perlita : 200-250
• Cementita : 700Cementita : 700
• Martensita : 500-650Martensita : 500-650
• Bainita : 400-500Bainita : 400-500
• Martensita Revenida : 250-400Martensita Revenida : 250-400

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BAINITA

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MARTENSITA

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