car eng 2015 3

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

1/132

Prof. Dr. Estéfano A. Vieira

TÉCNICAS DE OBSERVAÇÃO DIRETA DAS MICROESTRUTURAS

1- Microscopia Óptica (MO);

2- Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV);3- Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET);

2- Microscopia

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

2/132


Tipos de microscopia e algumas características

CARACTERÍSTICA

MICROSCOPIA

ÓPTICA

MICROSCOPIA

ELETRÔNICA DEVARREDURA

MICROSCOPIA

ELETRÔNICA DETRANSMISSÃO

Réplicas: 50Lâmina fina: 3

Faixa útil de aumento 1-1500X 10-30000X 500-300000X

Profundidade de focoem 1000X 0,1m 100 m 10 m

Tensão deaceleração (kV)

- 10-50 100-1000

Máxima densidadede discordâncias

medida (cm/cm3)

105 cavidades decorrosão

106 cavidades decorrosão

1012 lâmina fina

Potencialidades Análise de grandes

áreas

Análise de superfíciesirregulares, como

superficies de fratura

Análise de defeitos e fasesinternas dos materiais.

(Discordâncias, falhas deempilhamento e pequenas

partículas)

Resolução (Å) 2000 200

Fonte: Prof. Dr. Angelo Fernando Padilha (EPUSP).

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

3/132


Análise microestrutural

Escala Macro-estrutura

Meso-estrutura

Micro-estrutura

Nano-estrutura

Aumento típico 1 102 104 106

Técnicas usuais visual, XRR, US LM, SEM SEM, TEM,

AFM

XRD, STM,

HRTEM

Características Defeitos deprodução,porosidade,trincas einclusões

Tamanhos degrão e departícula,morfologia eanisotropia defases

Discordâncias,contornos degrãos e fases,fenômenos deprecipitação

Estruturacristalina e deinterfaces,defeitospontuais

XRR = Radiografia de Raios-X, US = Ultra-som, LM = Microscopia Ótica, SEM =

Microscopia Eletrônica de Varredura, TEM = Microscopia Eletrônica de Transmissão, AFM = Microscopia de Força Atômica, XRD = Difração de Raios-X, HRTEM = TEM de Alta Resolução

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

4/132


MICROESTRUTURAS

PROPRIEDADES POUCO DEPENDENTES

DA MICROESTRUTURA

(fração volumétrica das fases mantida constante)

· Limite de escoamento · Módulo de elasticidade

· Limite de resistência · Módulo de cisalhamento

· Alongamento · Coeficiente de Poisson

· Tenacidade · Módulo de compressibilidade

· Temperatura de transição dúctil-frágil · Densidade

· Resistência ao impacto · Calor especifico

· Condutividade elétrica · Coeficiente de dilatação térmica

· Força coerciva

· Resistência à corrosão

· Resistência ao desgaste

PROPRIEDADES FORTEMENTE

DEPENDENTES DA MICROESTRUTURA

CORRELAÇÃO MICROESTRUTURA X PROPRIEDADES

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

5/132


Comparativo entre as Técnicas de Microscopia

AES- Análise de superfíciepor spectroscopia

STM- Microscopia detunelamento

AFM- Microscopia de forçaatômica

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

6/132


O que é um microscópio?

Microscópios são instrumentos projetadospara produzir imagens ou fotografiasaumentadas de pequenos objetos. Omicroscópio deve cumprir três tarefas básicas:

a) Produzir uma imagem ampliada da amostra;

b) Separar os detalhes da imagem;

c) Mostrar os detalhes visíveis para o olho

humano ou para uma câmera.

MICROSCOPIA ÓPTICA (MO)

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

7/132


a onda se propaga com uma velocidade V = c = 3 x 108m/s (vácuo)

O comprimento de onda vale

f = freqüência, expressa em ciclos por segundo ou hertz (Hz)

f é constante, independente do material pelo qual a luz se propaga

OS COMPONENTES DAS ONDAS DE LUZ

V f

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

8/132


O espectro eletromagnético

O “espectro óptico” se estende na faixa de comprimentos de ondaentre 10-3 m (infravermelho) to 10-8 m (ultravioleta).

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

9/132


Absorção – quando a luz passa através de um objeto sua intensidade é

reduzida, dependendo da cor absorvida. Então, a absorção seletiva doscomprimentos de onda presentes na luz branca pode produzir luz colorida;

Refração – mudança de direção de um feixe de luz ao passar de um meio

transparente para outro com diferente densidade óptica.

Dispersão – separação da luz em seus comprimentos de onda constituintes,quando da entrada desta em um meio transparente. A mudança no índice derefração com o comprimento de onda. Espectro produzido por um prisma ouarco-íris.

Alguns conceitos

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

10/132


A luz é curvada e as corescomponentes separadas.

Dispersão

Refração

Pequenos comprimentos deonda curvam-se mais quegrandes comprimentos.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

11/132


n é sempre maior que um.Porque a luz atinge sua

maior velocidade possívelno vácuo

n Ar < nmineral

Refração e reflexão

meio

vácuoVVn

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

12/132


Refração e reflexão

AA vcn

se a luz estiver passando deum meio A para um meio B.então podemos escrever:

BB vcn

BBAA

B

A

B

A .senn.senn e v

v

n

n

A

B

As relações entre n A e nBpodem ser maior ou menor que 1.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

13/132


Assim, tem-se as seguintes situações. As relações entre n A e nBpodem ser maior ou menor que 1.

As relações permitem estabelecer quando teremos reflexão total.

Neste caso quando 2 valer 900 ou mais que é função de .

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

14/132


.Mas na verdade eleestá aqui…

Ele vê o peixe

aqui….

Refração

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

15/132


Refração

Cristais cúbicos são isótropos

Cristais não cúbicos são anisótropos

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

16/132


Resolução é a habilidade de mostrar que dois pontosmuito próximos são dois pontos separados.

Se a resolução de suas lentes é de 2 m, isto significadizer que dois pontos separados desta distância podem

ser identificados como pontos individuais. Se estes pontosestiverem mais próximos eles apareceram com um únicoponto.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

17/132


Resolução

Assim, a resolução pode ser representada pela mínimadistância entre dois pontos o qual os mesmos são identificados

em imagens separadas.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

18/132


O critério “raleigh” define que tendo-se dois pontoscom fonte de luz, o pico de intensidade máximacoletado em uma coincide com o mínimo deintensidade coletado da outra. (máxima resolução)

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

19/132


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

20/132


Para incrementar o poder de aumento de um microscópio:

o número de lentes deve ser aumentado.

Entretanto, esta prática faz com que a imagem torne-se

difusa, o que é causado pela diminuição da resolução. Opoder de resolução é a habilidade do microscópio deproduzir uma imagem nítida.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

21/132


Em 1877, Ernst Abbe e Carl Zeiss explicaram porque aresolução de um microscópio óptico é limitada. “Desde

que o microscópio use luz visível para formação deimagens, sua resolução estará compreendida dentrodo comprimentos de onda da luz visível”. Omicroscópio não pode produzir uma imagem de um objeto

que seja menor do que o menor comprimento de ondavisível. O valor máximo teórico de resolução de ummicroscópio óptico é constante e limitado a 200 nm (2.000

angstrôns).

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

22/132


Região Comp. Onda(Angstroms)

Comp. Onda(centímetros)

Frequência(Hz)

Energia(eV)

Rádio > 109 > 10 < 3 x 109 < 10-5

Micro-ondas 109 - 106 10 - 0.01 3 x 109 - 3 x 1012 10-5 - 0.01

Infra-vermelho 106 - 7000 0.01 - 7 x 10-5 3 x 1012 - 4.3 x 1014 0.01 - 2

Visível 7800 - 3800 7.8 x 10-5 – 3.8 x 10-5 4.3 x 1014 - 7.5 x 1014 2 - 3

Ultravioleta 4000 - 10 4 x 10-5 - 10-7 7.5 x 1014 - 3 x 1017 3 - 103

Raios-X 10 - 0.1 10-7 - 10-9 3 x 1017 - 3 x 1019 103 - 105

Raios Gama < 0.1 < 10-9 > 3 x 1019 > 105

Teoricamente a resolução máxima possível para ummicroscópio que funciona com luz ótica seria o equivalente aocomprimento de onda de maior freqüência. Aproximadamente

0,380m ou 380nm (freqüência da luz verde).

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

23/132


Resolução

Onde:

RP = resolução em nm

=comprimento de onda em nm

NA= sin( (abertura numérica)

NA depende de:tamanho das lentes

índice de refração médio entre o objeto e a lente ()

distância de trabalho

NA

0.61λ

RP

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

24/132


Resolução Esquema de lentes objetivas

NA

0.61λ RP

A profundidade de foco fica cada

vez mais reduzida com o aumento

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

25/132


Resolução

Onde:

RP = resolução em nm

=comprimento de onda em nmNA= sin(

NA depende de:

tamanho das lentes

índice de refração médio entre o objeto e a lente ()

distância de trabalho

NA

0.61λ RP

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

26/132


Resolução

cálculo da resolução no ar:

NA= sin(≈1 para o ar:=comprimento de onda em nm (luz verde de 380nm)700

logo:

NA

0.61λ RP

246nm)sin(701x

0.61x380RP

0

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

27/132

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

28/132


Resolução

NA

0.61λ RP

162nm)sin(701.52x

0.61x380

RP 0

Podemos melhorar a resolução reduzindo o valor de Porém esta

ação implica em reduzir muito o raio da lente. (limitação construtiva)

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

29/132


Profundidade de foco

MICROSCOPIA ÓPTICA (MO): é inadequado para identificar relevos. Portanto, não é bom para analisar superfíciesirregulares. O MEV se presta melhor.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

30/132


• Birrefringência: O índice de refração n varia em função da direção. Anisotropia ótica

ATENÇÃO: as palavras anisotropia e isotropia não fazem sentido se

não for especificado a(s) propriedade(s) e as direções envolvidas.

neste caso pergunta-se:

i) o alumínio é isotrópico com relação a que propriedade?

ii) em quais direções?

ou seja, por exemplo: não tem sentido dizer:

“o alumínio puro monocristalino é isotrópico”

para a passagem de luz visível através dele provavelmente isto éverdade em todas as direções. com relação a outras propriedades

não....

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

31/132


anisotropia e isotropia

NÃO EXISTEM MATERIAIS 100% ISOTRÓPICOS.

Alguma(s) propriedade(s) em alguma(s) direção(ões) certamenteapresentará diferentes valores.

E mais: um determinado material pode ser anisotrópico com relação a

duas ou mais direções e isotrópico com relação a outras duas ou maisdireções. (exemplo: ?)

ou seja: material isotrópico e anisotrópico ao mesmo tempo

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

32/132


• Profundidade de foco – distância vertical, do início ao fim do plano focal, quepermite a formação de uma imagem perfeitamente em foco (aceitável – a amostra não

perde nitidez); (DEPTH OF FIELD) d=tan

• Campo de visão – área da amostra que pode ser visualizada no microscópio comauxílio de um certo conjunto de lentes objetivas;

• Distância focal – distância requerida para que as lentes focalizem uma certa

imagem (geralmente medida em micrômetros); (DEPTH OF FOCUS) D=M2d

• Ponto focal – ponto no qual as luzes das lentes se juntam;

• Aumento (magnificação) – produto da combinação das lentes de aumento e das

lentes oculares;• Abertura numérica (NA) – medida da habilidade da lente de coletar luz;

• Resolução – a menor distância que dois objetos próximos podem estar para seremdistinguidos como dois objetos separados (usualmente medida em nanômetros).

Definições importantes

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

33/132


Microscópio de platina direta

(Upright Microscope)

Fonte decampo claro

Fontesuperior deiluminação

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

34/132


Microscópio de Platina Invertida

(Inverted Microscope)

Fonte decampo claro

Fontesuperior deiluminação

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

35/132


Microscópio de Platina Invertida

(Inverted Microscope)

Câmera digital

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

36/132


Configuração básica

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

37/132


Estereomicroscopio

Visão estéreo (3D) aumento de 4 a 200x usual de 10 a 100x. Distinguefases por meio de características morfológicas. Cor, transparência,

brilho, clivagem, partição e fratura e luminescência de UV.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

38/132


Modos de observação• Campo claro – esta é a configuração básica de um microscópio óptico.Técnica que fornece pequeno contraste (observa-se apenas luz refletida); a luzviaja ao longo do eixo óptico através da objetiva em direção a amostra.

• Campo escuro – configuração que realça contraste e permite a identificaçãode detalhes que não são visualizados em campo claro (neste caso a luz é refletidaou difratada pelas características da amostra); a luz é direcionanda para o exterior do cone que a objetiva compreende.

• Contraste de fases – os anéis das lentes objetivas e o condensador separama luz. A luz que chega da seção central da amostra é combinada com a luz emitidapela periferia. A interferência causada produz um efeito em que as estruturas mais

densas aparecem como regiões mais escuras que o fundo;

• Contraste por interferência – técnica que utiliza filtros de polarização eprismas para separar e recombinar a luz proveniente de diversas regiões da

amostra. Fornece uma imagem em três dimensões da amostra. Técnicaconhecida como Normanski (inventor da técnica).

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

39/132


Modos de observação

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

40/132


Tipos de contrastes em microscopia ótica

Olhos humanos:

-Percebe amplitude da luz – claro e escuro

-Percebe comprimento de onda – cor no espectro visível

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

41/132


Tratar os feixes de luz, podem traduzir em melhorvisualização da microestrutura

Em uma amostra a luz pode:

-Ser absorvida;

-Transmitida;

-Refletida

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

42/132



Contraste de amplitude

O contraste é observado em função da intensidade de luzque se origina em cada ponto da amostra. Mais luz, maisclaro, menos luz mais escuro.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

43/132




Iluminação campo claro (luz refletida):

A luz utilizada para formação da imagem são os raios

provenientes da reflexão em regiões planas do objeto.

Iluminação campo escuro (luz refletida);

A luz utilizada para formação da imagem são de raios

refletidos porém de regiões com inclinação.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

44/132




Iluminação campo claro (luz transmitida): A luz utilizada para formação da imagem são os raiosprovenientes de regiões onde o feixe passa direto pelo objetosem desvios.

Iluminação campo escuro (luz transmitida);

A luz utilizada para formação da imagem são de raiosdispersos através dos relevos presentes na amostra

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

45/132


Iluminação campo claro:

luz transmitida

luz refletida

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

46/132


Iluminação campo escuro

luz transmitida luz refletida

Nesta situação é comum colocar afonte de luz fora da objetiva.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

47/132


campo claro

campo escuro

resultado final

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

48/132


Contraste de cores

Neste caso é utilizado um ataque ou deposição específico oqual irá promover a coloração dos microconstituintes.

Contraste de fase

Neste caso a luz é forçada a passar através da amostra.Devido as diferenças intrínsecas o material poderá terregiões com índices de refração diferentes. Devido estas

diferenças os raios que saem das amostra terão intensidadeidêntica porém com diferença de fase. Imperceptível ao olhohumano. O microscópio pode ser adaptado para mostrarestas diferenças.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

49/132


Polarização – Esta técnica faz com que as regiões da amostra quepossuem diferentes orientações (tais como os grãos em um agregado

policristalino) rotacionem a luz incidente. As regiões com diferentesorientações mostram-se com diferentes níveis de contraste.

Desvantagem – Exigem superfície perfeitamente plana, isenta de óxidos,sujeira. No caso de metais, não consegue-se o polimento necessário comfacilidade.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

50/132


Polarização da luz:

LuzLuz plano

polarizada

Luz não polarizada

Secção

do cristal

Polarização

Leste-Oeste

Polarização

Norte-Sul

Luz plano polarizada

Luz ordinária

Polarização

Norte-Sul

Secção

do cristal

Polarização

Norte-Sul

Polarização

Leste-Oeste

Luz não polarizada

Sem

luz

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

51/132


A luz que do Sol ou lâmpada qualquer propaga-se vibrando emtodas as direções perpendicularmente à sua direção de propagação.

Em mineralogia óptica trabalha-se com luz plano polarizada, ou seja,que apresenta vibração em uma única direção ao longo de um plano

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

52/132


Modos de observação

Fluorescência – este tipo de microscópio utiliza alta energia e luz depequeno comprimento de onda, geralmente ultravioleta, para excitar os

elétrons de certas moléculas dentro da amostra, causando o salto desteselétrons para orbitais de mais alta energia. Quando estes elétrons voltampara seu estado de energia inicial eles emitem luz de grande comprimentode onda, dentro do espectro visível. Esta luz é utilizada para formação dasimagens. Técnica bastante empregada na área biológica.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

53/132


- Equipamentos

- Macrografia- Micrografia

- Preparação de amostras

- Metalografia quantitativa

f f

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

54/132


Microestrutura/Macroestrutura:

Pode ser alterada por:Composição químicaProcessamento

AlteraPropriedades físicas e mecânicas

P f D E téf A Vi i

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

55/132


MacrografiaObservação feita a olho nu ou lupa

a superfície deve estar:-Pode ser plana ou curva porém lisa.-Polida

-Atacada com reagente químico adequado

a palavra adequado não é indicada para trabalhos científicos porquetrata-se de uma linguagem imprecisa e com informação vaga.

Adequado=Não sei

Prof Dr Estéfano A Vieira

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

56/132


EXEMPLO


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

57/132


Receita de Bolo

Para fazer um bolo de um tamanho adequado,em um recipiente adequado,

junte os ingredientes adequados na ordem adequada e bataadequadamente usando uma colher ou batedeira navelocidade adequada.Usando o interruptor adequado, ligue o forno e regule natemperatura adequada.Deixe a massa assando durante o tempo adequado.O bolo estará pronto quando atingir a consistência

adequada.

Devemos evitar também: etc., entre outros, mais alto, mais baixo.

Enfim! Use estas palavras/expressões, porém, com moderação....


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

58/132


As macrografias poderão destacar possíveis defeitosexistentes nos materiais:

Causados por:

Heterogeneidades

Composição química

Homogeneidades

Processos de fabricação


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

59/132


Macroestruturas de alumínioSem Ti-B

Com Ti-B

Observe que para ambas,não é dado o aumento etambém não tem escala.Não existe como descobrir nesta situação qual é overdadeiro tamanho dosgrão revelados.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

60/132

Macrografia de uma junta soldada. Liga Nb-10%Hf-10%W. 15X

Nesta situação perde-se totalmentea noção de tamanho destes grãos. Ainda que tenha sido especificadoque foi dado um aumento de 15X.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

61/132

MicrografiaInterpretação dos microconstituintes com auxílio de ummicroscópio.

Como na macrografia, a superfície deve estar:

-Plana-Polida

-Atacada com reagente químico adequado


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

62/132

A Micrografia permite

-Destacar possíveis defeitos existentes nos materiais:

-Identificar Heterogeneidades/homogeneidades

-Observar gradientes de composição química

-Identificar o processo de fabricação-Identificar o tratamento térmico realizado


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

63/132

Liga Al-25%Cu


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

64/132


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

65/132

Observe a presença da escala sobre a micrografia

Agora temos precisão de tamanho da microestrutura. Oserros são menores. Desde que no ato da ampliação daimagem seja feito tudo de forma proporcional.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

66/132

Liga Cu-30%Zn (latão)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

67/132

Liga Ti-6%Al-4%V (microestrutura Widmanstätten)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

68/132

Liga Ti-6%Al-4%V (microestrutura Widmanstätten)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

69/132

Aço hipoeutetóide (0,4%C) normalizado


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

70/132

Aço hipoeutetóide (0,4%C) normalizado


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

71/132

Aço hipereutetóide (1,0%C) normalizado


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

72/132

Aço eutetóide (0,8%C)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

73/132

Aço hipoeutetóide – camada cementada (950oC)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

74/132

Aço hipoeutetóide – camada cementada (950oC)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

75/132

Aço hipoeutetóide temperado (martensita)


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

76/132

Liga Al-Si sem refino de grão (Ti-B).


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

77/132

Liga Al-Si com refino de grão (Ti-B).


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

78/132

Preparação de Amostras

-Corte

-Embutimento ou Não

-Lixamento

-Polimento-Ataque


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

79/132

Corte

1- Serra manual?

2- Disco de corte abrasivo refrigerado?

Qual usar? Quando? Porque?


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

80/132

Segueta


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

81/132

Equipamento para Seccionamento “ Cut-off”

Cortadora (cut off) Discos abrasivos

Posso usar uma cegueta?

Devo usar discos abrasivos?


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

82/132

Discos diamantados

Quando usar?


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

83/132

A figura abaixo – superpondo a história de tempo e o diagrama TTT - representa o processo convencional, conhecido como têmpera.

Melhor seção de corte? Qual escolher?

1- Longitudinal?

2- Transversal?Vai depender de: trabalho mecânico (laminação, forjamento,fundição); extensão de tratamentos térmicos; detalhes de

soldas


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

84/132

Seção em estudo:

A seção Transversal/Longitudinal/Perpendicular deverá serescolhida em função da existências de diferenças entre astrês direções. Relacionando-se:

-Natureza;-Homogeneidade ;-Existência de segregações ;-Forma e dimensões de bolhas;-Profundidade de tratamentotérmico superficial;-Detalhes.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

85/132

Portanto o seccionamento, não deverá influenciar:

-Nas características do material

-No resultado de quaisquer tratamentos térmicos

Friza-se que deve ser realizado: Em equipamento próprio;procedimento apropriado;mão de obra treinada econsciente


EMBUTIMENTO A QUENTE

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

86/132

O embutimento melhora amanipulação do CP.

Mas não pode ser usado semsenso crítico.

A pergunta que deve-se fazer é aseguinte: 3300C são suficientespara alterar minha amostra eatrapalhar o que eu queroobservar ou o que eu vouanalisar no futuro?

Tempo de embutimento de 15 a 20min. Uma só por vez


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

87/132

Embutimento a frioresinas de cura a frio (acrílico, poliéster, etc)

Excelente opção paraembutir muitas amostras aomesmo tempo.

Péssima opção quando

deseja-se fazer oembutimento rapidamente.

Tempo de embutimento de 2 a 24h. Várias ao mesmo tempo.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

88/132

Materiais de consumo- lixas, panos de polimento, pastas abrasivas, álcool, líquidopara ferrosos (azul), líquido para não ferrosos (vermelho),sílica coloidal, etc.

ARTE

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

89/132


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

90/132

Lixamento

a) Lixamento de desbaste

-Gerar superfície plana-Eliminar oxidações-Eliminar contaminantes

Não deve influenciar as características mecânicas oumetalúrgicas

Granulometrias das lixas220320


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

91/132

b)Lixamento de acabamento

A superfície é lixada com granulometrias cada vez menoresNovamente não deve influenciar as característicasmecânicas ou metalúrgicas

Granulometrias das lixas400600


D t li t é b

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

92/132

Durante o lixamento é bom:

Refrigeração

Constante Abundante na lixa grosseira

DireçãoMudança a cada lixa de menor granulometria

Sentido

Ambos os sentidos nos lixamentos de desbaste

Pressão sobre a amostraMínima possível


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

93/132

LimpezaSempre na mudança de lixa, evitando-secontaminação

Em água corrente nos lixamentos de desbasteCom álcool e secagem sob ar quente no lixamentode acabamento

Mudança de lixaNão haja vestígios do lixamento anterior


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

94/132

Terminado o processo a amostra:

estará livre de riscos, manchas e imperfeições que possammarcar a superfície e mascarar resultados

reterá inclusões não metálicas

revelará evidências de trincas e fissuras


Polimento (I)

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

95/132

Polimento (I)-Mecânico (manual, semi-automático ou automático)


Abrasivos

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

96/132

Pasta diamantada ou Alumina

Granulometria conhecida

Politriz

Baixa rotação


Polimento Eletrolítico

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

97/132

Polimento Eletrolítico

Neste modelo o eletrólitoé trocado facilmente earmazenado nestesrecipientes com tampa.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

98/132

Limpeza

Álcool Água

Secagem

Sob ar quente insuflado


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

99/132

(A)Secagem correta

(B) Secagem incorreta


Aspecto final

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

100/132

Aspecto final(A) Bem polida

(B) Sem Riscos

(C) Seca(D) Sem manchas


Ataque

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

101/132

Ataque

Destacar e Identificar

Microestruturas

Exemplos: Ferrita, Perlita, Martensita


Ataque

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

102/132

Ataque

Imersão ou aplicação de ácidos ou álcalis

Aços carbono

Nital (ácido nítrico + álcool etílico)

Picral (ácido pícrico + álcool etílico)

Outros

Ácido fluorídrico (diluído em água) Ácido nítrico (diluído em água)


Análise Microscópio óptico

Equipamentos que permitem quantificar

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

103/132

Analisador de imagens

Equipamentos que permitem quantificar,tamanho, fração volumétrica, contigüidade,fator de forma automaticamente.

“estereologia”



8/17/2019 CAR ENG 2015 3

104/132

Analisador de imagens

Se não estiver disponível analisador deimagens. Pode-se usar as metodologias

existentes conforme norma ASTM.



8/17/2019 CAR ENG 2015 3

105/132

a direita prensa alinhadora de amostras


Análise

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

106/132

Microscópio - cuidados

Lentes

Objetiva

Oculares

Platina

Lâmpadas

Filtros Ajustes


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

107/132

Armazenamento

Dissecadores a vácuo


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

108/132

Aço 500x Cobre 500x

Aço Carbono 500x Alumínio 200x


Terminologia

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

109/132

Objetiva determinar:

-Quantidade,-Forma,-Tamanho,

-Distribuição de fases-Defeitos

Underwood, E. E. Quantitative stereology, New York, 1970, Addison-Wesley

Underwood, E. E. Applications of quantitative metallography, in Metalshandbook, Ohio, American Society for Metals, 8ª. Ed., vol.8, pags. 37-47.

Indiscutivelmente, os fundamentos teóricos podem ser obtidos comdetalhes nas referências acima.


Lista de símbolos básicos

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

110/132

O procedimento pode ser obtido pela

norma ASTM E 562


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

111/132

Retículos que são inscritos nas

oculares de 12,5X da Zeiss.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

112/132

exemplos de grades para fazer contagem de fases


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

113/132

Estruturas orientadas e não orientadas


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

114/132

Exemplo

Se a linha passa tangente considera-se 1 intercepto

Se a linha passa por um ponto triplo considera-se 1 intercepto e 1/2


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

115/132

NL – número de objeto interceptados por unidade de linha testePL – número de interceptos por unidade de linha teste


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

116/132

Relações entre parâmetros que podem ser medidos “O” e calculados □

VV- fração volumétrica

SV- área por unidade de volumeLV- comprimento por unidade de volumePV- pontos por unidade de volume


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

117/132

(a) Fração de pontos(b) Interceptos por unidade de comprimento(c) Pontos triplos por unidade de área


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

118/132

Exemplo: anisotropia microestrutural

Sv Área por unidade de volumePLInterseção por unidade de comprimento


Exemplo: anisotropiamicroestrural

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

119/132

SV Área por unidade de

volumePLInterseção por unidadede comprimento


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

120/132

gráficos polares de medidas PL. Indicam a presençade anisotropia ou não....


Tratamento estatístico

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

121/132

Mais aberto maior o erro


Tratamento estatístico

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

122/132

Curva de distribuição comos respectivos erros

padrão.X±=67%X±2=95%

X±2,57=99%


Proporção de fases

i)Definir o erro, quanto satisfaz?

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

123/132

Exemplo: melhorar a precisão de 10%para 1% pode implicar uma semanade trabalho ao invés de 30min.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

124/132

exemplo: metodologia diferentes são equivalentes.


8/17/2019 CAR ENG 2015 3

125/132

Típica microestrutura onde poderíamos utilizar os métodos descritospara determinar a fração volumétrica de fases.


Tamanho de grão

monofásico>: d=LT/P1.M.dt h

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

126/132

dtamanhoLT comprimento total da linha teste

M aumento


Pode-se utilizar a norma ASTM E 112

n A=2(N-1)

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

127/132


É comum uso de círculos objetivando anular efeitos anisotrópicos

d é o diâmetro do grão em cm e G é o valor ASTM N do grão.

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

128/132


Tem-se até um ábaco para facilitar a correlação entre diâmetro e grão

ASTM

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

129/132


Partículas dispersas

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

130/132


Partículas dispersas

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

131/132


Alguns parâmetros de muito interesse

8/17/2019 CAR ENG 2015 3

132/132

Contiguidade

Fator de forma

Diâmetro

Fração volumétrica

car eng 2015 3

Documents