Técnicas Metalografia Soldagem

Laboratório de Engenharia de Soldagem
TÉCNICAS E PROCEDIMENTOS EM
METALOGRAFIA
Prof. Dr. Cleiton Carvalho Silva
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Laboratório de Engenharia de Soldagem – ENGESOLDA
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INTRODUÇÃO
A metalografia surgiu praticamente com o trabalho
pioneiro Henry Clifton Sorby (1826 – 1908), tido como o
precursor da metalografia, quando em 1863 observou
pela primeira vez uma estrutura metálica.

METALOGRAFIA
A metalografia é definida como o ramo da
tecnologia que estuda e interpreta a estrutura
interna dos metais e suas ligas, relacionando-a
com a composição química, propriedades
físicas e mecânicas.
 Exame Macrográfico
 Exame Micrográfico

INTRODUÇÃO

MACROGRAFIA
Verifica-se:
 Homogeneidade do material;
 Forma e intensidade de segregações;
 Posição, forma e dimensões de bolhas
ou vazios;
 Profundidade de têmpera;
 Identificação do processo de fabricação;
 Identificação e mensuração de regiões
da solda: reforço, penetração e ZAC.
Fig. 1- Formação
de dendritas.

MACROGRAFIA
Camada cementada.
Formação de segregação.
Região segregada em forma de fibra
seguindo orientação da estampagem.

MACROGRAFIA
Junta soldada.
Bandeamento.
Juntas soldadas.

MICROGRAFIA (metalografia microscópica)
Possibilita observar e identificar:
• Granulação do material;
• Natureza, forma, quantidade e
distribuição dos constituíntes;
• Forma, quantidade, distribuição
de inclusões.
Ferrita, perlita, inclusão MnS
Inclusão MnS. Amostra sem
ataque.

Martensita revenida
Ferrita.
100 m
(d)
Ferrita perlita
Bainita
Martensita.

Identificação das regiões da solda -
Metal de solda, ZAC e metal de base.
(a)
(b)
(c)

Identificação dos microconstituíntes
em soldas - Metal de solda, ZAC-GG,
ZAC-GF e metal de base.
100 m 100 m
(a) (b)
(c)
100 m
(d)
100 m
AF
PF(G) FC(P)

Identificação de trincas em soldas
– Trinca à frio.
Identificação de microtrincas em
material sujeito à corrosão sob- tensão.

Determinação do tamanho
de grão.

Acompanhamento da evolução microestrutural - Envelhecimento.

Corrosão.

Sensitização e corrosão intergranular.

Corrosão por pites.

Corrosão sob-tensão.

TÉCNICAS E PROCEDIMENTOS NA METALOGRAFIA
CORTE
• Escolha da seção - Transversal x Longitudinal;
• Corte metalográfico;
• Escolha do disco de corte;
• Refrigeração no corte.

PRINCIPAIS DEFEITOS NO CORTE:
Ocorrência Causa Recomendações
Queima da amostra Super aquecimento
Oscilar a pressão de corte.
Aumentar a refrigeração.
Aliviar a pressão de corte.
Resistência ao corte Desgaste lento do
disco
Oscilar a pressão de corte.
Reduzir a refrigeração.
Utilizar disco com baixa dureza.
Rápido consumo do
disco.
Aglutinante do disco
eliminado muito
rapidamente.
Utilizar disco mais duro.
Aliviar a pressão de corte.

EMBUTIMENTO
•Embutimento a frio.
•Embutimento a quente.
•Embutimento quente x embutimento a frio.
- Custo operacional.
- Qualidade de embutimento.
- Tempo de embutimento. Máquina para
embutimento a quente

DEFEITOS NO EMBUTIMENTO
DEFEITO CAUSA CORREÇÃO
Fenda circunferencial
 Absorção de umidade.
 Dissolução gasosa
durante o embutimento.
 Aquecer a resina
previamente.
 Diminuir a pressão de
emb. durante a fusão da
resina.
Fenda radial
 Seção da amostra
muito grande.
 Corpos de prova com
arestas.
 Aumentar a área de
embutimento.
 Reduzir o tamanho da
amostra.
Flocos de algodão
 Ausência de fusão da
resina
Resina úmida
 Aumentar o tempo de
aquecimento.
 Secar a resina antes do
seu uso.

LIXAMENTO
• Técnica de lixamento.
• Processos de lixamento.
• Esmerilhamento
(Lapping).
Lixadeira rotativa.

LIMPEZA E SECAGEM DA AMOSTRA
•Limpeza convencional.
•Limpeza ultra-sônica.
•Secagem.
Aparelho para limpeza
ultra-sônica.

POLIMENTO
• Processo mecânico.
- agentes polidores;
- recomendações.
• Processo eletrolítico.
• Escolha do tipo de
polimento. Politriz com dispositivo para polimento
automático.

POLIMENTO ELETROLÍTICO
1. eletrólito
2. Camada viscosa
3. Material de base
4. Maior espessura da camada
viscosa: alta resistência,
pequena densidade de
corrente.
5. Pequena resistência, grande
densidade de corrente.
6. Irregularidade grande.
7. Irregularidade
subimicroscópica.
Teoria básica do polimento eletrolítico.

ATAQUE – CONTRASTE DA SUPERFÍCIE
•Ataque sem modificação da superfície.
- Iluminação campo escuro; - Luz polarizada;
- Contraste de fase; - Interferencia diferencial.

Interferencia diferencial.

Iluminação campo escuro.
Luz polarizada.
Interferencia diferencial.

•Ataque com modificação da superfície.
- Ataque eletrolítico;
- Ataque térmico;
- Ataque químico;
Dispositivo para polimento eletrolítico.

Ataque químico –
Escolha do reagente

Ataque químico – Escolha do reagente

NITAL PICRAL
Revelação de contornos de grãos da
ferrita em aços com baixo C.
Revelação detalhada de: perlita,
martensita, martensita revenida e bainita.
Máximo contraste entre perlita, cementita
e ferrita em contorno de grão.
Na distinção entre perlita e bainita.
Na revelação dos contornos de grãos de
aços contendo 4% de Si.
Na detecção de carbonetos não
dissolvidos na martensita.
No ataque de aços baixa liga e aços ao
cromo resistentes ao picral.
Na diferenciação pela coloração de
martensita, ferrita e carboneto livre.
Revelação do grão de ferrita em
estruturas martensiticas.
Revelação de carbonetos em cortornos de
grãos de aços com baixo teor de carbono.

Ataque químico – Nital X Picral

MICROSCOPIA
• Microscopia ótica;
•Microscopia eletrônica de varredura – MEV;
•Microscopia eletrônica de trasmissão – MET;

APLICAÇÕES DO MEV

TÉCNICAS METALOGRÁFICAS ESPECIAIS
• Metalografia quantitativa.
• Metalografia não destrutiva ou de campo.
- observação direta
- técnica da réplica
- método da impressão
• Metalografia em altas temperaturas.
• Microdureza Vickeres.

METALOGRAFIA DE CAMPO
Preparação superficial

Preparação superficial
Limpeza.
Ataque químico ou
eletroquímico.
Marcação.

Observação da superfície

METALOGRAFIA DE CAMPO - Réplica metalográfica

INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
• Compreenção e interpretação da
estrutura.
• Diagrama de equilíbrio.
• Diagramas de resfriamento (TTT e
TRC para os aços).
• Correlacionar com a composição
química, propriedades físicas e
mecânicas.

ANÁLISE DE IMAGEM – Dimensionamento.

ANÁLISE DE IMAGEM – Fração volumétrica de fase e microconstituíntes.

ANÁLISE DE IMAGEM – Tamanho de grão.

BIBLIOGRAFIA
[01] FAZANO, Carlos Alberto T. V. A Prática Metalográfica. 1ed. São
Paulo: Hemus, 1980.
[02] SILVA, Ubirajara Marques de Carvalho e. Técnicas e
Procedimentos na Metalografia Prática. 1ed. São Bernardo do Campo,
SP: Ivan Rossi, 1977.
[03] COLPAERT, Humbertus. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos
Comuns. 3ed. São Paulo, Edgard Blücher, 1974.
[04] PADILHA, Angelo Fernando. FILHO, Francisco Ambrósio. Técnicas
de Análize Microestrutural. 1ed. São Paulo, Hemus.

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