Metalografia

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Metalografia é o estudo da morfologia e estrutura dos metais.

Para a realização da análise, o plano de interesse da amostra é cortado, lixado, polido e atacada com reagente químico, de modo a revelar as interfaces entre os diferentes constituintes que compõe o metal.

Quanto ao tipo de observação, está subdividida, basicamente em duas classes:

Microscopia, analise feita em um microscópio com aumentos que normalmente são 50X, 100X, 200X, 500X, 1000X, 1500X e 2500X.

Este tipo de análise é realizada em microscópios específicos, conhecidos como "microscópios metalográficos" ou "microscópios metalúrgicos". Este tipo de microscópio possui baixo campo focal, permitindo apenas a observação de superfícies perfeitamente planas e polidas. Em razão disto, a preparação metalográfica tem grande importância na qualidade de uma análise Estes microscópios, em geral, possuem sistemas de fotografia integrados, que permitem o registro das análises realizadas.

Macroscopia, analise feita a olho nu, lupa ou com utilização de microscópios estéreos (que favorecem a profundidade de foco e dão, portanto, visão tridimensional da área observada) com aumentos que podem variar de 5x a 64X.

Atravéz das análises macrográficas e das análises micrográficas é possível a determinação de diversas características do material, inclusive a determinação das causas de fraturas, desgastes prematuros e outros tipos de falhas.

[editar] Etapas da Preparação da Amostra

Corte: A amostra a ser analisada deve ser cortada de forma a não sofrer alterações pelo método de corte. Usa-se método a frio, em geral serras, para o corte primário, ou seja, para se separar a porção aproximada que será analisada. Na sequencia, usa-se um equipamento denominado "Cut-Off" que faz um corte mais preciso, utilizando-se de um fino disco abrasivo e farta refrigeração, a fim de não provocar alterações por calor na amostra.

Lixamento: São utilizadas lixas do tipo "Lixa d'água", fixadas em discos rotativos.

Normalmente inicia-se o lixamento com a lixa de granulometria 220, seguida pelas lixas 320, 400 e 600. Em alguns casos usa-se lixas mais finas que a lixa 600, chegando-se a 1000 ou 1200. Todo o processo de lixamento é feito sob refrigeração com água.

Polimento: A etapa do polimento é executada em geral com panos especiais, colados à pratos giratórios, sobre os quais são depositadas pequenas quantidades de abrasivos. Estes abrasivos variam em função do tipo de metal que está sendo preparado. Os mais comuns são, o óxido de alumínio (alumina) e a pasta de diamante.

Durante o polimento a amostra também é refrigerada, com a utilização de álcool ou agentes refrigerantes específicos.

Ataque Químico: Há uma enorme variedade de ataques químicos para diferentes tipos de metais e situações. Em geral, o ataque é feito por imersão da amostra, durante um período de aproximadamente 20 segundos, assim a microestrutura é revelada. Um dos reagentes mais usados é o NITAL, (ácido nítrico e álcool), que funciona para a grande maioria dos metais ferrosos.

Existem reagentes específicos para todos os tipos de ligas metálicas ( ver "Metals Handbook" )

Para mais detalhes, há a norma ASTM E 250, que dispõe sobre as corretas técnicas de Metalografia.

[editar] Metalografia Qualitativa

Consiste apenas em observar a microestrutura, determinando-se quais são os microconstituintes que a compõe. Os microconstituintes variam de acordo com o tipo de liga analisada e de acordo com os tratamentos térmicos, tratamentos mecânicos, processos de fabricação e outros processos a que o material haja sido submetido. Para os aços, os principais constituintes são :

Ferrita: Composta por ferro e baixíssimo teor de carbono.
Perlita: Composta por ferro e cerca de 0,8% de carbono.
Martensita: Resultante de tratamentos térmicos de têmpera.
Austenita: Constituinte básico dos aços inoxidáveis.

[editar] Metalografia Quantitativa

O objetivo da metalografia quantitativa é determinar o tamanho médio dos grãos, a porcentagem de cada fase constituinte do material, a forma e o tipo de inclusões não metálicas, a forma e o tipo da grafite, no caso de ferros fundidos e outros dados específicos de cada liga.

Com estes dados, é possível identificar uma liga, prever o comportamento mecânico e o método como o material foi processado.

Este tipo de análise pode ser feito através da observação direta da amostra, utilizando uma ocular padronizada, ou de forma experimental, através do Método Planimérico de Jeffries e do Método dos Interceptos de Heyn.

Os métodos experimentais podem ser utilizados de forma manual e de forma automatizada, através de um sistema computadorizado de análise de imagens.