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Microscópio

O exame microscópico é a etapa que se segue à preparação metalográfica de uma amostra.

Com a ajuda da microscopia óptica, objetos adequados podem ser ampliados em aproximadamente mil e quinhentas vezes. Embora ampliações maiores sejam possíveis, elas não trazem nenhum ganho adicional de informação. Conhecida como ampliação vazia, a imagem é apenas ampliada e não mostra mais detalhes. Como os materiais examinados na metalografia são geralmente opacos, normalmente apenas seções do material são examinadas aqui com luz refletida ou microscópios de metal.

Preparação mecânica de amostras: polimento


Preparação mecânica de amostras: polimento

Métodos de determinação de tamanho de grão

Ao observar uma amostra de metal adequadamente preparada ao microscópio, é possível ver que a estrutura é composta por uma infinidade de grãos de tamanhos variados. O tamanho desses grãos é importante para muitas propriedades do metal, como dureza, resistência, alongamento, capacidade de estampagem profunda, etc.

O 'tamanho do grão' de um metal pode ser variado usando diferentes métodos. Medições de tamanho de grão podem ser usadas para determinar se o processo foi realizado corretamente ou se o tamanho de grão necessário foi alcançado para a aplicação pretendida. A estrutura do grão visível na seção metalográfica, que pode ser reconhecida pelos limites dos grãos, inicialmente não diz nada sobre o tamanho real do grão, uma vez que a superfície da seção representa apenas uma seção plana através dos grãos reais. Não é possível determinar se esta seção foi feita no “equador” ou no “pólo” do grão.

Tornou-se, portanto, estabelecido definir o tamanho do grão de um metal com a ajuda das superfícies de corte visíveis na micrografia. A indicação de um tamanho médio, seja com o diâmetro médio dos grãos ou com a área superficial média dos cristalitos, é suficiente. Para requisitos de maior precisão, as estatísticas de grãos devem ser determinadas. 

O teste do tamanho de grão de ferrita e austenita de acordo com DIN EN ISO 643 é geralmente realizado microscopicamente com uma ampliação de 100:1, normalmente com o método de comparação. Para grãos equiaxiais que não apresentam nenhum alongamento, este método é suficientemente preciso e é o mais rápido de executar. Para grãos alongados, ou para maior precisão, deve-se utilizar o método de intersecção de linhas ou o método de contagem. As linhas gêmeas nos grãos não são consideradas como limites de grão, mas como parte da estrutura cristalina dentro dos limites de grão circundantes. As amostras para avaliação metalográfica são lixadas, polidas e atacadas de acordo com seu material e estado.

Os tamanhos dos grãos podem ser determinados por vários métodos:
  • Método de comparação
  • Método de interceptação linear
  • Método de contagem de área

Método de comparação

Para determinação pelo método de comparação, pelo menos três campos de imagem selecionados aleatoriamente por amostra são comparados com uma série de referência. Eles são comparados com a ampliação padrão de 100:1, mas também podem ser comparados com outras ampliações. A imagem da série direcional que mais se aproxima do detalhe da imagem examinada é o fator decisivo.

Método de interceptação linear

No método de interceptação linear, a contagem é feita na ocular, em tela de vidro fosco ou em fotografias. As linhas de interseção podem ser retas ou circulares. Os grãos que são cortados apenas pela metade no final da linha reta são contados como meios grãos. Esta circunstância não pode ocorrer com o método de intersecção circular, onde todos os grãos contam como um todo. O comprimento total das linhas, dividido pelo número de todos os grãos cortados, dá o comprimento médio da seção em mm.

Método de contagem de área

É determinado o número de grãos dentro de um círculo de medição na ocular, em uma fotografia ou em uma tela de vidro fosco. A ampliação (normalmente 100:1) deve ser selecionada de forma que pelo menos 50 grãos estejam presentes no círculo de medição. O círculo de medição tem uma área de 5.000 mm2 correspondente a um diâmetro de 79,8 mm. O número de grãos cortados da borda do círculo é dividido por 2 e adicionado ao número de grãos dentro do círculo. Após a conversão para o número de grãos por mm2, o parâmetro granulometria é retirado da tabela ou calculado por meio de fórmulas. ​

O software moderno de processamento de imagem permite a medição automática do tamanho dos grãos. Os métodos de análise acima estão disponíveis para durômetros QATM.

Medição de espessura de camada

A medição da espessura da camada de camadas compostas após a nitretação é padronizada na norma DIN 30902 'Determinação microscópica óptica da espessura e porosidade de camadas compostas de peças nitretadas e nitrocarbonetadas'. Após retificação adequada, a camada composta é preferencialmente medida com uma ampliação de 1000:1 . Deve ser assegurado que as medições sejam realizadas apenas quando:

  • Não há folga entre o composto de embutimento e a superfície da peça a ser examinada
  • A camada composta não apresenta rupturas ou rachaduras produzidas durante o processo de lixamento
  • A área está suficientemente longe de uma borda.
A espessura da camada deve ser medida em um mínimo de dez pontos ao longo de um comprimento de aproximadamente 5 mm. O resultado deve ser dado como uma média aritmética arredondada e sem casas decimais da seguinte forma:
  • Espessura da camada composta: CLT = 16 µm'CLT' significa 'Espessura da Camada Composta'.
Se for informada a espessura da parte porosa da camada composta, o CLT deverá ser fornecido com índice p:
  • Espessura da parte porosa da camada composta: CLTp = 4 µm
Espessura da parte porosa da camada composta: CLTp = 4 µm Se for informada a espessura da parte livre de poros da camada composta, o CLT deverá ser fornecido com índice np:
  • Espessura da parte livre de poros da camada composta: CLTnp = 12 µm

O software moderno de processamento de imagem permite a medição automática da espessura da camada. Este método de análise está disponível para durômetros QATM.

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