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7/25/2019 Caracterizacao Microestrutural do Cobre Puro
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CARACTERIZAO MICROESTRUTURAL EMECNICA DO AO 5160
Ana Jlia Vaqueiro1
1Graduanda do curso de Engenharia de Produo da Universidade Estadual Paulista Jlio deMesquita Filho !"#$us de %ta$eva& 'o Paulo& (rasil)
7/25/2019 Caracterizacao Microestrutural do Cobre Puro
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Ga*rielle (arreto1
+,via 'ardella1
'o-ia .a-uri1
RESUMO
/ $resente artigo visa relatar os resultados da an0lise #icro estrutural da
a#ostra de ao 'AE 123 cro#o4#angan5s& a$6s $assar $or $rocessos #etalogr0-icos
de corte& e#*uti#ento& li7a#ento& ultrasso# e $oli#ento8 al9# disso& os e-eitos co#o
dure:a e #udanas das -ases #icroestruturais ta#*9# sero a$resentados e discutidos
ao longo do tra*alho) As t9cnicas a$licadas na $re$arao do cor$o de $rova $ara
an0lise e7ige# o conheci#ento dos conceitos gerais re-erentes ; cada $rocedi#ento&
aliceradas na total ateno e $aci5ncia dos $re$aradores)
Palavras chaveAo 'AE 123) Processos Metalogr0-icos) Fases Microestuturais)
A!STRACT
.his article ai#s to re$ort the results o- the #icrostructural anal
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oDe& sa*e#os que as $ro$riedades dos #ateriais esto intrinseca#ente ligadas
; nature:a de sua #icroestrutura) Assi# sendo& o*servando a #icroestrutura de u#
#aterial& te#4se u#a viso qualitativa dos di-erentes #icroconstituintes e de-eitos
$resentes& o que torna $oss,vel indu:ir as $oss,veis $ro$riedades requeridas)/ e7a#e $ara revelar a #icroestrutura de u# #etal $or #eio 6$tico envolve
*asica#ente tr5s est0gios de $re$arao= o*teno de u#a seo $lana e $olida& realce
da #icroestrutura atrav9s do ataque $re-erencial dos de-eitos e7istentes ou di-erena
locali:ada da co#$osio qu,#ica da a#ostra& e o*servao no #icrosc6$io BCBC) o
entanto& as eta$as inter#edi0rias a essas D0 a$resentadas sero detalhada#ente descritas
no decorrer deste artigo)/ #aterial utili:ado neste estudo 9 u#a a#ostra do ao 'AE 123& co# 3&23H
de !ar*ono8 3&IH de Mangan5s8 3&3H de F6s-oro8 3&3H de En7o-re8 3&H de'il,cio8 e 1H de !ro#o& o qual a$resenta co#o caracter,sticas= *oa te#$era*ilidade& *oa
tenacidade& alta resist5ncia ; trao e ; -adiga& e *oas $ro$riedades aci#a de 33K!) a
condio te#$erado& sua dure:a varia de a I33 V Lescala Vic?ers BCBC)/ ao 'AE 123 cro#o4#angan5s 9 co#u#ente a$licado na -a*ricao de
ei7os auto#otivos& $inos& -i7adores& #olas $lanas& l"#inas de corte& ou seDa& 9 alta#ente
solicitado $ara indstria auto#o*il,stica e $ara -erra#entas #anuais) Al9# disso& 9
usado ti$ica#ente na -a*ricao de #olas se#iel,$ticas e helicoidais $ara ve,culos B2CBNC)
E# su#a& este tra*alho descreve o ensaio #etalogr0-ico $ara a an0lise 6$ticado ao 'AE 123& $er#itindo visuali:ar sua #icroestrutura& na qual $ode#os de-inir as
suas res$ectivas -ases8 $ode#os& ainda& a $artir deste ensaio reali:ado e# la*orat6rio&
identi-icar e de-inir os ti$os de estruturas encontradas $or #eio da an0lise #icrosc6$ica
da a#ostra #et0lica)
(' PROCEDIMENTO E)PERIMENTAL
Para a caracteri:ao #icroestrutural e #ec"nica do ao 123& u#a s9rie de
$rocedi#entos -ora# reali:ados co# o o*Detivo de $re$arar a a#ostra $ara o devido
estudo) / #aterial& estudado a $artir do seu estado *ruto de -uso& 9 co#$osto&
a$ro7i#ada#ente& $or= 3&23H de !ar*ono8 3&IH de Mangan5s8 3&3H de F6s-oro8
3&3H de En7o-re8 3&H de 'il,cio8 e 1H de !ro#o)A $ri#eira eta$a do $rocesso di: res$eito a escolha da seo do #aterial a ser
estudada& de #odo que a seo transversal -oi a selecionada) 'endo assi#& iniciou4se aeta$a de corte& na qual utili:ou4se o #9todo de corte a*rasivo& seccionando a a#ostra
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co# disco de corte -eito de alu#ina Lindicado $ara corte de #ateriais -errosos ;
velocidade I3 r$#) Oeve4se ressaltar que o equi$a#ento 9 encarregado de res-riar a
a#ostra co# 0gua a$6s o t9r#ico do corte& a $artir de seu siste#a de re-rigerao)Por conseguinte& a #assa es$ec,-ica -oi calculada a $artir de #edies da
#assa& di"#etro e es$essura da a#ostra& utili:ando4se u#a *alana de $reciso e u#
$aqu,#etro Les$eci-icados e# Qesultados e Oiscusso)Qeto#ando aos $rocedi#entos de $re$aro do #aterial& utili:ou4se a $rensa de
e#*uti#ento $ara circundar a a#ostra co# a resina *aquelite) / e#*uti#ento a quente
-oi escolhido devido as vantagens que o-erece tratando4se de qualidade& uni-or#idade e
ra$ide:) / #es#o& o$erou co# a te#$eratura #07i#a 1N1R!& res-riando4se& a$6s
#inutos ; te#$eratura de 3R!) Oa #es#a -or#a& a $resso variou de 1 a 1
?gSc#T) Posterior#ente ; eta$a aci#a citada& iniciou4se a eta$a su*sequente ao
e#*uti#ento= o li7a#ento) esta -ase& o #aterial -oi #arcado& e $er$assou $or
sequencia#ento de li7as de car*eto de sil,cio L'i!& de #odo que a cada u#a o
#es#o era rotacionado e# @3R e tra*alhado at9 que -osse $oss,vel visuali:ar a$enas os
riscos decorrentes da li7a utili:ada) As granulo#etrias utili:adas& as quais $rocessara#4
se na seguinte orde#& -ora#= li7a 3 L2I #& li7a 3 L2 #& li7a 33 L #& li7a
233 L1 # e li7a 133 L #) i#$ortante citar que no $rocesso de li7a#ento
utili:a4se 0gua& tanto $or $arte do siste#a de re-rigerao& quanto $ara a li#$e:a da
a#ostra)Anterior#ente a eta$a de $oli#ento& higieni:ou4se o #aterial atrav9s do
Ultrasso#& $rocedi#ento no qual o #aterial 9 e#ergido e# 0gua co# detergente $or
#inutos& a -i# de dei7ar a a#ostra isenta de qualquer #aterial a*rasivo& solventes&
$oeira e outros)Oessa -or#a& seguiu4se $ara o aca*a#ento su$er-icial da a#ostra& deno#inado
$oli#ento L$rocedi#ento o qual 9 reali:ado at9 que no haDa riscos ; t,tulo de ins$eo
visual) Para tal& #ani$ulou4se a a#ostra e# $anos de $oli#ento u#edecidos co#
alu#ina de 1 # e 3& #& res$ectiva#ente)E-etuadas as eta$as aci#a& reali:ou4se o ensaio de dure:a de Vic?ers atrav9s do
#icrodurW#etro digital 'hi#ad:u MV4.& no qual o $enetrador a$licou 3& ?g durante
1 segundos na su$er-,cie da a#ostra) esta eta$a& a -i# de #ini#i:ar erros& -ora#
reali:ados ensaios)Oestarte& co# o $ro$6sito de $re$arar a a#ostra $ara an0lise #icroestrutral& a
#es#a $assou $ela eta$a de ataque qu,#ico $ara visuali:ao de detalhes da
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#icroestrutura) / contraste -oi o*tido a $artir da reao entre a su$er-,cie do #aterial e
o nital H& o qual reagiu durante 3 segundos& ve:es consecutivas)Por -i#& a a#ostra -oi enca#inhada ao #icrosc6$io 6tico do la*orat6rio $ara
an0lise #icroestrutural) Assi# sendo& o*teve4se #icrogra-ias co# au#ento de 3 a 1333
ve:es& as quais $ossi*ilitara# o estudo das -ases constituintes no #aterial estudado)
*' RESULTADOS E DISCUSSO
*'1' C+lc,l% e Es-,&% &a Massa Es.ec/ca
A #assa es$ec,-ica do ao 123 -oi calculada a co#ear da $esage# da
a#ostra e# u#a *alana de $reciso e de #edies da #es#a $or u# $aqu,#etro)
!o#o resultados desses $rocedi#entos o*teve4se #assa de &I g& di"#etro de1&3333 ## e es$essura de &133 ##) Oessa -or#a& o volu#e -oi calculado a $artir do
di"#etro e es$essura de #odo que=
=m
v L%
= 3,5584g
0,4654 cm 7,6459
g
cm
.ratando4se da #assa es$ec,-ica do ao 123 na literatura& o valor encontrado 9
de N&I333 gSc#XBIC) Oessa -or#a& co#$arando a#*os n#eros 9 $oss,vel notar que o
valor alcanado atrav9s dos c0lculos e7$eri#entais diverge 3&@2H do literal) .al
di-erena $ode estar ligada a erros nas #edies do di"#etro e es$essura& *e# co#o os
erros $rovenientes do $aqu,#etro) Ade#ais& acredita4se que o #aterial do estudo -oi
au-erido no estado *ruto de -uso& $ortanto 9 $oss,vel que e7ista# li#itaes e# sua
estrutura cristalina& *e# co#o li#itaes de solidi-icao ou $orosidade& as quais
$ode# ter causado a di-erena entre a #assa es$ec,-ica encontrada na literatura e o
valor encontrado a $artir das #edies)
*'(' E2sa% &e D,re3a &e 4cers
/ ensaio de dure:a do ao 123 -oi reali:ado atrav9s do #icrodurW#etro
digital 'hi#ad:u MV4.& que o$era *aseado no ensaio de dure:a de Vic?ers) Oesse
#odo& o $rocedi#ento iniciou4se co# a a$licao da carga de 3&1 e 3& ?g&
consecutiva#ente& durante 1 segundos $or #eio do $enetrador& a -i# de esta*elecer a
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carga necess0ria $ara o #aterial estudado) !onseguinte& a$licou 3& ?g durante o #es#o
$er,odo de te#$o& sendo avaliada co#o a carga su-iciente $ara a reali:ao do ensaio)
'endo assi#& re$etiu4se tal $rocesso $or ve:es co# o $ro$6sito de #ini#i:ar
erros a $artir do c0lculo da #9dia e do desvio $adro) /s resultados o*tidos -ora#=
TA!ELA 1Qesultados o*tidos a $artir do ensaio de dure:a de Vic?ers
E2sa% D1 789 D( 789 D,re3a :491 N& 2&@ NN( 2& 2&@1 NIN* 2&N 2&N I33; 2&1 2& I325 2&N 2&N N@
M
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?I@URA 1Microgra-ia do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 1337)
?I@URA (Microgra-ia do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 337)
?I@URA *Microgra-ia do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 337)
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?I@URA ;Microgra-ia do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 13337)
As #icrogra-ias a$resentadas re-ere#4se a a#ostra do ao 123 no estado
co#o4rece*ido a$6s trata#ento co# ital H) /*serva4se que e# todas elas a
#icroestrutura a$resenta di-,cil inter$retao& esta condio se d0 devido as li#itaes
da t9cnica utili:ada L#icrosco$ia 6tica) Acredita4se que o #aterial tenha sido au-erido
e# seu estado *ruto de -uso& dessa -or#a& $ode4se di:er que as regies claras so
re-erentes ; -ase -errita e as regies escuras so re-erentes ; -ase $erlita& no havendo a
-ase #artensita)!ontudo& co#$arando4se as #icrogra-ias o*tidas a $artir da $resente an0lise
co# outro estudo B13C& no qual o #es#o #aterial -oi te#$erado& 9 $oss,vel o*servarse#elhanas)
?I@URA 5Microgra-ias do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 1337& sendo a$ri#eira su$osta#ente no estado *ruto de -uso e a segunda te#$erada)
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?I@URA 6Microgra-ias do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 337& sendo a$ri#eira su$osta#ente no estado *ruto de -uso e a segunda te#$erada)
?I@URA Microgra-ias do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 337& sendo a$ri#eira su$osta#ente no estado *ruto de -uso e a segunda te#$erada)
?I@URA BMicrogra-ias do ao 123 a$6s ataque co# ital H& co# au#ento de 13337& sendo a$ri#eira su$osta#ente no estado *ruto de -uso e a segunda te#$erada)
Oada as co#$araes das -iguras & 2& N e I& h0 ind,cios que o #aterial seDa
te#$erado& u#a ve: que no se sa*e certa#ente o hist6rico de $rocessa#ento do
#es#o& dessa -or#a& as regies escuras das #icrogra-ias $oderia# ser re-erentes ; -ase
#artensita) o entanto& seria necess0rio o uso da t9cnica de #icrosco$ia eletrWnica $araidenti-icao detalhada e quanti-icao das -ases da a#ostra)
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;' CONCLUSO
!onclui4se que=
A #assa es$ec,-ica calculada atrav9s do e7$eri#ento LN&2@ gSc#X est0 e#con-or#idade co# o valor da literatura LN&I333 gSc#X8
A diverg5ncia de 3&@2H e# relao ; #assa es$ec,-ica calculada e a encontrada
na literatura $ode ser devido a li#itaes da estrutura cristalina& ou ainda&
li#itaes de solidi-icao ou $orosidade& al9# dos erros de #edio8 A dure:a do #aterial calculada a $artir do e7$eri#ento LNII&3 V est0 de acordo
co# a dure:a te6rica o-erecida $elo $rogra#a 'te!al )3 Lde &33 a I33&33 V8 A t9cnica de #icrosco$ia 6tica li#ita a inter$retao das #icroestruturas8
E7iste a $ossi*ilidade de o ao ter $assado $or .5#$era devido seu hist6rico de$rocessa#ento ser desconhecido8
'e au-erido e# seu estado *ruto de -uso& tratando4se das #icrogra-ias& as regies
claras so re-erentes ; -ase -errita e as regies escuras so re-erentes ; -ase $erlita)
'e te#$erado& as regies escuras so re-erentes& ta#*9#& ; -ase #artensita8 'eria necess0rio o uso da t9cnica de #icrosco$ia eletrWnica $ara identi-icao
detalhada e quanti-icao das -ases da a#ostra de -or#a)5' ANE)OS
ANE)O A B@C
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6' RE?ERNCIAS !I!LIO@R?ICAS
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BC'%+VA& Antonio !arlos et al) Mec"nica= Tec2%l%a &%s 8a-eras e 2&,s-ral' 'oPaulo= Fundao Padre Anchieta& 311) !oleo .9cnica %nterativa) '9rie Mec"nica& V)'
BC!/'.A E '%+VA& A) +) V) \ ME%& P) Q) A>%s e las es.ecasG] ed)& Editora Edgar(l^cher& 332)
B2C A_/' P/Q. !o#ercial de Aos +.OA) O a>% SAE 5160 e s,as a.lca>Hes )Ois$on,vel e#= htt$=SS>>>)acos$orte)co#)*rSaco4sae4123
BNC FAV/Q%. Aos Es$eciais +.OA) A>%s C%2s-r,>=% Mec2ca J a>% SAE 5160)Ois$on,vel e#= htt$=SS>>>)-avorit)co#)*rS$rodutosSacos4construcao4#ecanicaSaco4sae4123
BICEUQ/PEA '.AOAQO EUQ/!/OE) E,r%c%&e 1 Ac-%2s %2 S-r,c-,res K Par-1'( @e2eral Ac-%2s J Ac-%2s %2 s-r,c-,res e.%se& -% re' EN4 11K1K(' !E)
(russels& 331)[email protected]+UQG%A VEQA) TaFela &e C%2vers=% &e D,re3as'311) Ois$on,vel e#=`htt$=SS#etalurgicavera)co#)*rS$rodutosS.A(E+A4OE4!/VEQ'A/4OE4OUQEZA')$h$)
B13CA) ) /) Oias et al) Carac-er3a>=% Mcr%es-r,-,ral &e ,8 a>% c%8 &ere2-es8cr%es-r,-,ras F+scas %F-&as a .ar-r &% a>% LNE *0BG va s8,la>=%c%8.,-ac%2al e 8e-al%raas ,al-a-va e ,a2--a-va) %n= V% !on-er5ncia(rasileira so*re .e#as de .rata#ento .9r#ico& 31& Ati*aia4'P& (rasil) 'o Paulo=...& 31) 3431@)