Estudo da deformação heterogênea no ensaio do anel de atrito

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MARCUS NATHAN SILVESTRE

ESTUDO DA DEFORMAÇÃO HETEROGÊNEA NO ENSAIO DO ANEL DE ATRITO

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MARCUS NATHAN SILVESTRE

ESTUDO DA DEFORMAÇÃO HETEROGÊNEA NO ENSAIO DO ANEL DE ATRITO

Trabalho de Graduação apresentado ao Conselho de Curso de Graduação em Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do diploma de Graduação em Engenharia de Materiais.

Orientador: Prof. Dr. Peterson Ferrandini

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S587e Silvestre, Marcus Nathan Estudo da deformação heterogênea no ensaio do anel de atrito / Marcus Nathan Silvestre . – Guaratinguetá : [s.n], 2013

61 f. : il.

Bibliografia : f. 53-54

Trabalho de Graduação em Engenharia de Materiais – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2013

Orientador: Prof. Dr. Peterson Ferrandini

1. Materiais - Deformações 2. Conformação dos metais I .Título.

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradeço a Deus por estar no controle de todas as coisas. Sei que nada sou sem ele, e pela Sua graça, conquistei todos meus objetivos.

Agradeço a minha melhor amiga e namorada, Simone Tiemi Kamida, por estar sempre ao meu lado e me dar força, incentivo e apoio em todos os momentos da faculdade. Muitas conquistas só foram possíveis, pois havia sempre este maravilhoso suporte.

Agradeço ao professor Dr. Peterson Luiz Ferrandini pelo apoio e empenho em me ajudar este ano. Agradeço pela preocupação demonstrada o ano todo, provando ser mais que um professor, um grande amigo.

Agradeço ao professor Dr. Luis Rogério Hein pelo apoio nas fotografias do trabalho de graduação.

Agradeço ao Departamento de Engenharia de Materiais, ao longo desses anos, por sempre estar de portas abertas para me ajudar a me desenvolver no meio acadêmico. Agradeço a todos os professores e técnicos por sempre estarem dispostos a me ajudar.

Agradeço aos meus amigos que fiz ao longo destes cinco anos de curso, em especial agradecer ao Luiz Fernando, Rafael Kawasaka, Diego, Rubia, Juliana e Ana Carolina.

Agradeço minha família que sempre esteve ao meu lado e foi meu porto seguro nos momentos difíceis. Em especial, agradeço ao meu avô Orlando e minha avó Mirta, por serem minha inspiração de hombridade, honestidade e disciplina. Agradeço ao meu pai Gilmar Silvestre por sempre me apoiar e incentivar a buscar a excelência em todas as minhas atividades. Agradeço ao meu melhor amigo e irmão Marcus Vinícius Silvestre por sempre estar ao meu lado. Divido esta conquista com todos vocês.

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SILVESTRE, M.N. Estudo da deformação heterogênea no ensaio do anel de atrito. 2013. 61 f. Trabalho de Graduação (Graduação em Engenharia de Materiais) – Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2013.

RESUMO

A conformação plástica é amplamente utilizada no mercado metalúrgico devido aos seus fatores positivos, como: baixos preços e alta velocidade de produção. Os produtos do processo de conformação são obtidos com alta qualidade, tanto em qualidade superficial como propriedades mecânicas. Um fator importante na conformação plástica é o atrito. O estudo do atrito na conformação plástica pode ser realizado de forma indireta, como o ensaio do anel de atrito. Foram utilizadas duas amostras de materiais diferentes, sendo liga de cobre e zinco e aço baixo carbono. Os resultados obtidos mostraram a influência do atrito no comportamento do fluxo da deformação da segunda fase, evidenciado através da metalografia convencional. Observou-se que nas regiões externa do anel, a deformação plástica ocorreu na direção radial. Na região central do disco a deformação se deu na direção da compressão e na região interna do anel as linhas de fluxo mostraram que houve deformação na direção radial no sentido do centro do anel.

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SILVESTRE, M.N. Study of heterogeneous deformation in ring test of friction. 2013. 61 f. Graduate Work (Graduate in Materials Engineering) – Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2013.

ABSTRACT

The plastic deformation is widely used in the metallurgical market due to its positive factors such as low prices and high speed production. Forming process products are obtained in high quality, both surface quality and mechanical properties. Friction is an importante factor in metal forming. Friction study in metal forming can be accomplished indirectly, such as the ring test of friction. Two samples of different materials being mild steel and copper alloy were used. The results showed the influence of friction in the flow behavior of the deformation of the second phase, as evidenced by standard metallography. It is observed that in the outer regions of the ring, plastic deformation occured in the radial direction. In the central region of the disc deformation occured in the direction of compression and the inner region of the ring flux lines showed a significant deformation in the radial direction towards the center of the ring.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Processo de laminação ... 15

Figura 2 - Os vários tipos processo de laminação ... 16

Figura 3 - Exemplo da matriz de extrusão ... 17

Figura 4 - Exemplo do processo de trefilação ... 18

Figura 5 - Exemplificação dos vários tipos de matrizes de trefilação ... 19

Figura 6 - Ferramenta utilizada na trefilação... 20

Figura 7 - Diferença entre os tipos de forjamento: (a) Forjamento livre e (b) Forjamento em matriz ... 21

Figura 8 - Matriz utilizada no forjamento ... 22

Figura 9 - Representação esquemática das regiões de contato verdadeiro entre duas superfícies deslizantes, Helman (1988) ... 24

Figura 10 - Representação dos elementos influenciáveis no atrito ... 25

Figura 11 - Comportamento da interface entre a ferramenta e a matriz num processo de trefilação: (a) escala macroscópica e (b) escala microscópica ... 26

Figura 12 - Esquematização do contato entre a superfície da peça e ferramenta quando há uma aplicação de força para baixo ... 27

Figura 13 - Princípio do ensaio de dupla extrusão. Influência da velocidade do punção com relação ao fluxo do material ... 29

Figura 14 - Efeito da magnitude do atrito no fluxo do metal durante o ensaio do anel ... 31

Figura 15 - Curva de calibração em função de µ... 32

Figura 16 - Comportamento típico do anel durante o ensaio. (a) Anel simples; (b) Anel com baixo atrito; e (c) Anel com alto valor de atrito ... 33

Figura 17 - Máquina de ensaio universal ... 34

Figura 18 - Lixadeira rotativa ... 35

Figura 19 - Politriz automática ... 35

Figura 20 - Estereoscópio Stemi ... 35

Figura 21 - Exemplo de estereoscópio utilizado realizar fotos ... 36

Figura 22 - Microscópio Nikon Epiphot 200 ... 36

Figura 23 - Amostras utilizadas no experimento ... 37

Figura 24 - Exemplo de um anel utilizado no ensaio ... 40

Figura 25 - Exemplo do perfil do comportamento esperado do anel no ensaio ... 41

Figura 26 - Exemplo do comportamento do anel no ensaio ... 41

Figura 27 - Comportamento do atrito gerado em uma parte do anel ... 42

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ... 12

2 OBJETIVO ... 13

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 14

3.1 MODOS DE CONFORMAÇÃO ... 14

3.1.1 Laminação ... 14

3.1.2 Extrusão ... 16

3.1.3 Trefilação ... 17

3.1.4 Forjamento ... 20

3.1.4.1 Propriedades de produtos forjados ... 22

3.2 INFLUÊNCIA DO ATRITO NO ENSAIO DE CONFORMAÇÃO ... 23

3.2.1 O atrito nos processos de conformação mecânica ... 24

3.2.2 Interface peça-ferramenta ... 26

3.2.3 Definição matemática do coeficiente de atrito ... 26

3.2.4 Modelo geral de atrito ... 28

3.2.5 Fatores que influenciam o atrito ... 28

3.2.5.1 Viscosidade do lubrificante e velocidade de deformação ... 28

3.2.5.2 Temperatura ... 29

3.2.5.3 Rugosidade ... 29

3.3 MÉTODOS EXPERIMENTAIS PARA A DETERMINAÇÃO DO ATRITO ... 30

3.3.1 Ensaio do Anel ... 30

4 MATERIAIS E MÉTODOS ... 34

4.1 MATERIAIS ... 37

4.2 MÉTODO ... 37

4.2.1 Ensaio do Anel ... 37

4.2.2 Metalografia ... 38

4.2.3 Ataque químico ... 38

5 RESULTADOS OBTIDOS ... 40

5.1 ENSAIO DO ANEL ... 40

5.2 COMPORTAMENTO DO ANEL ... 41

5.3 MICROSCOPIA ... 43

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1. INTRODUÇÃO

O processo de conformação é amplamente utilizado no mercado metalúrgico por muitos motivos, como a conciliação de baixos preços e alta velocidade de produção. Ao mesmo tempo, o material final possui alta qualidade, seja em qualidade superficial ou em propriedades mecânicas finais.

Dentre os processos de fabricação, o processo de conformação plástica é atrativo em alguns casos, bem como: a geometria dos componentes complexa não é um fator que diminui a produtividade e sim, um diferencial para produzir o material na forma desejada. As propriedades mecânicas são superiores comparados a outros processos.

Frente ao panorama de oportunidades da evolução dos processos de conformação, é de fundamental importância a análise da influência de fatores influenciadores de suas performances. O atrito desempenha um papel fundamental nos processos de conformação plástica.

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2. OBJETIVO

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3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. MODOS DE CONFORMAÇÃO

Entende-se o processo de conformação dos corpos metálicos como o processo de modificação da forma desse corpo metálico para outra forma definida (1). Existem quatro grandes grupos que dividem os modos de conformação: metalurgia do pó, usinagem, fundição e conformação plástica.

Dentro do processo de conformação existem subdivisões, sendo uma delas definidas se o material passa pelo estado liquefeito ou não. No processo mecânico o material sofre modificações na sua forma através da aplicação de tensões externas, mas sem a mudança do seu estado físico. Já no processo metalúrgico, ocorre a modificação de sua forma através da liquefação do material (fundição) ou na difusão das partículas (sinterização).

Dentro do processo mecânico, pode-se ainda dividi-lo em função da tensão aplicada ao material, sendo divididos em processo de conformação plástica ou processo de usinagem. O processo de conformação plástica ocorre com a tensão aplicada menor que o limite de resistência à ruptura do material. Por sua vez, no processo de usinagem a tensão aplicada é maior que a tensão de ruptura e a forma final são obtidas através da retirada de material.

Os processos de conformação plástica dos metais permitem a fabricação de pecas, no estado solido, com características controladas. É importante o estudo dos processos de conformação plástica dos metais porque em sua maior parte, quase todos os produtos metálicos produzidos são submetidos, em um ou mais estágios de seu processamento, a tais processos (1).

Os métodos de classificação dos processos de conformação plástica mais comum são: quanto ao tipo de esforço predominante e quanto à temperatura de trabalho. Porém, ainda existem outros métodos, cujos empregos, no entanto, são menos comuns. Um deles é a classificação de acordo com a forma do metal trabalhado, como por exemplo, os processos de conformação de chapas (laminação, estampagem, dobramento, etc.) e de tubos e fios (trefilação, extrusão, etc.) (1).

3.1.1. Laminação

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praticamente a mesma velocidade superficial e separados entre si de uma distância menor que o valor da espessura inicial do material a ser deformado. A deformação plástica é provocada pela pressão dos cilindros sobre o material.

As matérias-primas iniciais para laminação são constituídas geralmente por lingotes fundidos; blocos, tarugos ou placas do lingotamento contínuo. Os principais objetivos da laminação são: obter um produto final com tamanho e formato especificados, com uma alta taxa de produção e um baixo custo e obter um produto final de boa qualidade, com propriedades mecânicas e condições superficiais adequadas (2).

A laminação é um dos processos de conformação mais utilizados na prática. Tal fato acontece porque este processo apresenta uma alta produtividade e um controle dimensional do produto acabado que pode ser bastante preciso. Na laminação é possível obter-se tanto produtos acabados, como chapas, barras e perfis, como produtos semi-acabados, tais como placas (2).

Figura 01 - Processo de laminação.

Fonte: (Bresciani Filho, 2011)

O processo de laminação pode ser a frio e a quente. Esse parâmetro é dependente das condições em que o material precisará estar ao final do processo, como por exemplo, suas propriedades. Desta forma, as operações de acabamento podem envolver tratamentos térmicos, tais como: normalização, e recozimento, etc. ou tratamentos superficiais, como: estanhamento, cementação, etc.

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Figura 2 - Os vários tipos processo de laminação.

O número de operações necessárias para atender a estes objetivos do processo de laminação, depende das especificações estipuladas para a forma, as propriedades mecânicas, as condições superficiais (rugosidade, revestimentos, etc.) e em relação à macro e microestrutura do produto laminado. Quanto mais detalhadas forem estas especificações, mais complicado será o procedimento e um maior número de operações será necessário (2).

3.1.2. Extrusão

A extrusão é um processo de compressão indireta no qual um metal é forçado a fluir através de uma matriz aberta, por meio de uma ação de compressão de um pistão. O esforço de compressão é exercido por meio de um êmbolo que empurra o metal contra uma matriz que possui um orifício com a forma do perfil que se deseja fabricar, ou seja, a forma do material final pode ser variada.

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ferrosas (Al, Mg, Cu), por causa das baixas resistências ao escoamento e das baixas temperaturas de extrusão, embora também possam ser extrudados alguns aços comuns e inoxidáveis (2).

Figura 3 - Exemplo da matriz de extrusão.

O fluxo do metal determina a qualidade e as propriedades mecânicas do produto final. O fluxo do metal é comparável ao escoamento de um fluido num canal. Os grãos tendem a alongar-se formando uma estrutura com orientação preferencial. O fluxo inadequado pode causar inúmeros defeitos (3 – cefet).

O processo de extrusão pode ser dividido em vários aspectos, tais como: pela temperatura de trabalho (extrusão a quente, extrusão a frio); quanto à dimensão do produto (processo semi-contínuo, processo discreto); quanto ao sentido de deslocamento do pistão (extrusão direta, extrusão inversa) e outros processos de extrusão (extrusão por impacto, extrusão hidrostática).

A máquina de extrusão industrial e, na realidade, bem mais complexa, apresentando outros sistemas auxiliares e componentes complementares, tais como, por exemplo, cilindros hidráulicos de retrocesso do pistão, comando dos conjuntos hidráulicos e do aquecimento do recipiente. Um equipamento complementar é o forno de aquecimento dos tarugos ou lingotes, onde devem ter a capacidade de aquecer uniformemente o tarugo (ou lingote), sem ou com pouca oxidação superficial (1).

3.1.3. Trefilação

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Figura 4. O objetivo da trefilação é obter fios (ou barras ou tubos) de diâmetros menores e com propriedades mecânicas controladas.

Figura 4 - Exemplo do processo de trefilação.

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Figura 5 - Exemplificação dos vários tipos de matrizes de trefilação.

A matéria-prima para o processo de trefilação e um produto na forma de arame (ou barra ou tubo) obtido pelo processo de extrusão (para metais não-ferrosos) ou pelo processo de laminação (para metais ferrosos e não-ferrosos).

As vantagens do processo de trefilação, em função aos outros processos descritos anteriormente, são: O material pode ser estirado e reduzido em secção transversal mais do que com qualquer outro processo; A precisão dimensional que pode ser obtida é maior do que em qualquer outro processo exceto laminação a frio, que não é aplicável às bitolas comuns de arames; A superfície produzida é uniformemente limpa e polida; O processo influi nas propriedades mecânicas do material, permitindo, em combinação com um tratamento térmico adequado, a obtenção de uma gama variada de propriedades com a mesma composição química.

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Figura 6 - Ferramenta utilizada na trefilação.

3.1.4. Forjamento

O forjamento consiste na alteração da forma de um metal por meio de prensagem ou de martelamento. Existem dois tipos de operações de trabalho no forjamento: operações de trabalho a quente e de trabalho a frio. Com relação à ferramenta utilizada nas operações de forjamento, existem duas classes dividas em:

Martelo ou martelete de forjamento, que aplica golpes de impacto rápidos sobre a superfície do metal (velocidades entre 3,0 e 20 m/s);

Prensas hidráulicas ou mecânicas de forjamento, que submetem a liga a forças compressivas aplicadas com velocidade lenta (velocidades entre 0,06 a 1,5 m/s).

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Figura 7 - Diferença entre os tipos de forjamento: (a) Forjamento livre e (b) Forjamento em matriz.

(a) (b)

Um processo convencional de forjamento e composto por uma serie de passos típicos: corte, aquecimento, forjamento livre e forjamento em matriz (em uma única etapa ou em mais), rebarba e tratamento térmico.

Através da deformação plástica produzida pelo forjamento, podem-se conseguir dois efeitos: dar a forma desejada a peça e melhorar as propriedades mecânicas do metal (modificando e distribuindo seus constituintes e refinando o grão).

Diversos metais e ligas metálicas podem ser forjados, tais como: carbono, aços-liga, aços para ferramentas, aços inoxidáveis, ligas de alumínio, ligas de cobre e ligas de titânio. As principais formas iniciais para o forjamento são o metal fundido e o metal laminado.

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Figura 8 - Matriz utilizada no forjamento.

Fonte: (Marcelo F Moreira, [20--?])

No forjamento em matriz, o material é deformado entre duas metades de matrizes, que fornecem à forma desejado a peça. A deformação ocorre sobre alta pressão em uma cavidade fechada e, assim, se obtém peças forjadas com tolerâncias dimensionais mais estreitas. É necessário um grande volume de produção de pecas para justificar as matrizes de elevado custo, é importante, nesse processo, utilizar material em quantidade suficiente de modo que a cavidade da matriz seja completamente preenchida. Como é difícil determinar exatamente essa quantidade, costuma-se trabalhar com um ligeiro excesso. Ao final do processo de forjamento, o excesso de material sai da cavidade da matriz para a chamada "bacia de rebarba", sendo que a ultima operação de forjamento em matriz e a remoção dessa rebarba.

3.1.4.1. Propriedades de produtos forjados

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Quanto maior a secção transversal de uma peça conformada, a frio ou a quente, maior e a diferença de propriedades (por exemplo, a dureza) entre as regiões superficiais e centrais da peca. Além disso, e marcante também a diferença de propriedades entre as direções de escoamento do material (longitudinal e transversal) e as direções normais (direção de aplicação do esforço de conformação). Isso decorre da formação de "fibras", ou melhor, da orientação cristalina preferencial.

O estado da superfície também depende de como o processo é conduzido, se a quente ou a frio. No caso do último, obtém-se um índice de rugosidade superficial bem menor. Outros fatores, no entanto, também influenciam: intensidade da deformação, condições de lubrificação e estado superficial da ferramenta (nova e usada).

A precisão das dimensões da peca depende essencialmente dos procedimentos de fabricação, do estado de conservação das maquinas e das matrizes de forjamento. E, ainda, no caso de forjamento a quente, as tolerâncias dependem da temperatura de trabalho, da intensidade de oxidação superficial e das perdas de material (queima). Em decorrência disso, o controle da qualidade dimensional do forjado não e uma operação simples. Algumas normas técnicas, nacionais e internacionais, estabelecem as variações dimensionais admissíveis para determinados tipos de pecas e materiais constituintes dessas peças, destacando-se o fato de que as pecas forjadas a frio podem apresentar tolerâncias mais estreitas.

3.2. INFLUÊNCIA DO ATRITO NO ENSAIO DE CONFORMAÇÃO

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Figura 9 – Representação esquemática das regiões de contato verdadeiro entre duas superfícies deslizantes, Helman (1988).

Fonte: (Helman, 1988).

Considerando que os processos de conformação plástica dos metais envolvem o contato entre o metal a ser conformado e as matrizes ou ferramentas de conformação, então se concluí que o atrito deverá estar sempre presente, em maior ou menor grau [UNISANTA]. Não pode

As principais características que o atrito causa no processo são as seguintes:

Alteração, geralmente desfavorável, dos estados de tensão presentes durante a deformação;

Criação de tensões residuais no produto; Influência sobre a qualidade superficial;

Elevação da temperatura a níveis capazes de comprometer-lhe as propriedades mecânicas;

Aumento do desgaste de ferramentas;

Diminuição da eficiência devido ao aumento do consumo de energia necessária à deformação.

3.2.1. O atrito nos processos de conformação mecânica

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Fatores relacionados à tribologia nos processos de conformação mecânica são numerosos e suas interações são complexas. A Figura 10 exemplifica a representação dos parâmetros de entrada, variáveis do sistema e resultados.

Figura 10 - Representação dos elementos influenciáveis no atrito.

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3.2.2. Interface peça-ferramenta

Durante o processo de conformação mecânica, o movimento relativo entre a peça e a matriz ocorre sobre pressão ou forma de deformação, que é norma a interface entre a peça-ferramenta. O resultado desse contato é a força de atrito tangencial gerada na interface que se opõe ao movimento relativo.

As condições de atrito na interface afetam o comportamento de escoamento do metal, perdas de energia e desgaste rápido do ferramental. Pode-se então, afetar as propriedades finais do produto de maneira negativa. Entretanto, há certas situações que o atrito é necessário, como nos processos de trefilação de chapas finas, estampagem profunda, laminação e forjamento de matrizes de auto compensação.

Para se analisar o processo de conformação é fundamental o conhecimento do comportamento do escoamento do material, o atrito na interface e a conformabilidade do material. A Figura 11 mostra o comportamento na interface entre a matriz e a ferramenta.

Figura 11 - Comportamento da interface entre a ferramenta e a matriz num processo de trefilação: (a) escala macroscópica e (b) escala microscópica.

Fonte: (Martin Geiger, 2007).

3.2.3. Definição matemática do coeficiente de atrito

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contato entre a ferramenta e a peça se restringe apenas aos contatos entre os picos elevados da superfície.

A Figura 12 mostra uma representação do contato da ferramenta com a peça, de um nível microscópico. Através da figura, pode-se então dizer que o contato ao nível das asperezas, a área real é inferior a área aparente (At < Aa). Portanto, a dimensão real do contato

entre as duas superfícies estará diretamente relacionada com o valor da carga aplicada entre as duas superfícies para manter o equilíbrio estático, conforme fórmula (1).

∑ (1)

Figura 12 - Esquematização do contato entre a superfície da peça e ferramenta quando há uma aplicação de força para baixo.

A força tangencial, F, necessária para vencer o atrito entre as duas superfícies pode ser expressa a partir da equação (2):

∑ (2)

A partir desses pressupostos, pode-se definir então que o coeficiente de atrito µ, como sendo a razão entre a força tangencial e a força normal aplicada nas superfícies, como mostra equação (3):

∑

∑ (3)

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3.2.4. Modelo geral de atrito

Os modelos apresentados anteriormente (modelo de Amonton-Coulomb e modelo do fator de atrito interfacial) apresentam algumas deficiências diferentes quanto a avaliação do atrito. O modelo de Amonton discreve de forma precisa o comportamento do atrito em casos de baixa pressão, enquanto o modelo de Coulumb o faz apenas para pressões elevadas de contato. Wanheim e Bay propuseram um modelo geral de artito incluindo as duas leis mencionadas anteriormente, seguindo o seguinte modelo [GEIGER].

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Na equação 5, alfa é a razão entre as áreas de contato real e aparente e f é o fator de atrito, sendo que este fator varia de 0 a 1. O modelo geral de atrito assume que o atrito é linearmente proporcional a tensão nominal em condições de baixas pressões mas tende a um valor constante a pressões elevadas .

3.2.5. Fatores que influenciam o atrito

Em um processo real de conformação plástica mecânica, o atrito depende de vários parâmetros, como: tipo e qualidade do material das ferramentas; tipo e qualidade da peça; rugosidade superficial e reatividade; temperatura; pressão de contato e velocidade de deslizamento.

3.2.5.1. Viscosidade do lubrificante e velocidade de deformação

A deformação que a peça sofre é um parâmetro que influência o atrito entre a peça e a ferramenta, mas está relacionado ao lubrificante utilizado. Portanto, a influência da deformação no atrito, sob condições de superfícies lubrificadas, é distinta conforme o tipo de lubrificação:

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Lubrificantes sólidos: para este tipo de lubrificante o atrito tende a manter-se constante, a não ser que a deformação seja tal que o lubrificante se rompa (no caso do lubrificante ser um filme fino).

Figura 13 - Princípio do ensaio de dupla extrusão. Influência da velocidade do punção com relação ao fluxo do material.

3.2.5.2. Temperatura

A temperatura irá definir a formação de óxidos, os quais têm comportamento particular para cada tipo de material e faixa de temperatura, apresentando diferentes propriedades mecânicas e de adsorção, e consequentemente, diferentes condições de atrito. Segundo estudos, o aumento ou diminuição do atrito é devido, respectivamente, ao aumento ou diminuição da tensão cisalhante do óxido, que é função da temperatura. A temperatura pode afetar as propriedades do lubrificantes, pelos seus efeitos na viscosidade e na taxa de oxidação [GEIGER].

3.2.5.3. Rugosidade

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conformação, a ferramenta está em contato apenas com os picos das asperezas, as propriedades de atrito dependem da distribuição dessas asperezas até que ocorra o aplainamento da área de contato, alterando as condições de atrito.

3.3. MÉTODOS EXPERIMENTAIS PARA A DETERMINAÇÃO DO ATRITO

Existem dois modos que podem ser determinados o atrito: a medição direta e a medição indireta.

Para a medição direta, são medidas as tensões de cisalhamento de atrito e a tensão normal na superfície de contato entre o material deformado e as matrizes. A medição é possível através de extensômetros. A medição direta permite medir o atrito em pontos específicos da matriz e dessa forma pode-se realizar uma avaliação do comportamento do atrito ao longo da superfície. Sua desvantagem está no grau de complexidade dos equipamentos e dispositivos exigidos.

Para a medição indireta pode ser realizado de várias formas com o emprego de vários métodos, dependendo das variáveis de processo de forjamento. O método mais conhecido é o ensaio do anel.

3.3.1. Ensaio do Anel

O ensaio do anel consiste na deformação de corpos de prova em formas de anéis com superfícies planas e medidas padronizadas. Esse método submete o corpo de prova a uma carga que reduz a altura do anel, variando os diâmetros interno ou externo. A variação do diâmetro é dependente do atrito entre o corpo de prova com a superfície as quais exercem as forças de compressão. Sua vantagem é a não há necessidade de conhecer-se a força para deformação do anel (Male), nem a tensão de escoamento do material do corpo de prova, para determinação do coeficiente de atrito (Male).

Quando uma amostra de anel plano é plasticamente comprimida entre duas matrizes, aumentando o atrito com fluxo no sentido para dentro do material, enquanto diminui

simultaneamente o atrito para fora do material, mostrado na Figura 14.

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diâmetro interno aumenta durante a deformação, significa que o atrito é baixo. De modo análogo, se o diâmetro interno da amostra diminui durante a deformação, o atrito é alto.

As curvas de calibração de atrito foram geradas pelo Homem e Cockcroft relativa à percentagem de redução do diâmetro interno da amostra de teste para a sua redução da altura para diferentes graus do coeficiente de atrito, como se mostra na Figura 15.

Figura 14 – Efeito da magnitude do atrito no fluxo do metal durante o ensaio do anel

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Figura 15 – Curva de calibração em função de µ

Fonte: (Male, 20--).

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Os pontos em que o valor de R é igual a R são estacionário e, portanto, o raio é chamado de raio neutro.

O valor do raio neutro é diretamente ligado ao coeficiente de atrito. Para altos valores de atito, o raio neutro é localizado dentro do raio neutro e então, o raio R é maior que o raio interno. Já para baixos valores de atrito, o raio neutro é menor que o raio interno. A Figura 16 exemplifica o fenômeno.

Figura 16 - Comportamento típico do anel durante o ensaio. (a) Anel simples; (b) Anel com baixo atrito; e (c) Anel com alto valor de atrito.

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4. MATERIAIS E MÉTODOS

Os ensaios do anel foram realizados nas dependências do Laboratório Mecânico do Departamento de Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia de Materiais (FEG).

A preparação das amostras para análise macroscópica e de contorno de grãos foram preparados no Laboratório Metalúrgico do Departamento de Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia de Materiais (FEG).

Os equipamentos utilizados para o ensaio foram:

 Máquina de Ensaio Universal:utilizada para realizar o ensaio do anel.

Figura 17 – Máquina de ensaio universal.

Fonte: (O autor, 2013).

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Figura 18 – Lixadeira rotativa.

 Politriz Arotec: utilizada para a preparação do material para os ataques químicos.

Figura 19 - Politriz automática.

 Estereoscópio Stemi: utilizado para verificação da superfície polida:

Figura 20 - Estereoscópio Stemi.

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Figura 21 - Exemplo de estereoscópio utilizado realizar fotos.

Fonte: (Econolab, 2013).

 Microscópio Nikon Epiphot 200: utilizado para fotografar as amostras em ampliações superiores a 50 vezes.

Figura 22 - Microscópio Nikon Epiphot 200.

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4.1. MATERIAIS

Os materiais utilizados para a análise do ensaio do anel foram, conforme Figura 23:

(a) Aço 1020;

(b) Liga de cobre e zinco;

Figura 23 - Amostras utilizadas no experimento.

(a) (b)

4.2. MÉTODO

4.2.1. Ensaio do Anel

No teste de compressão o corpo de prova é testado pela aplicação de uma carga axial compressiva em uma amostra padronizada. Durante o ensaio podem ser anotados os alongamentos sofridos pela amostra, correspondente às forças aplicadas. São usualmente testados em compressão os seguintes materiais: concreto, cerâmicas, metais, plásticos e compostos.

A máquina do ensaio de compressão pode ser a mesma utilizada para o ensaio de tração, apenas alterando as condições de fixação do corpo de prova na máquina e de ensaios (velocidade de deformação e condições de lubrificação).

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sem fase elástica, os metais dúcteis sofrem grande deformação na fase plástica, às vezes sem atingir a ruptura.

Para as amostras, as condições do ensaio foram de baixa velocidade de deformação e as amostras estarem lubrificadas com nylon. As amostras estavam com as dimensões padronizadas, seguindo a proporção descrita na literatura: 6:3:1, seguindo a ordem: diâmetro externo: diâmetro interno: altura.

4.2.2. Metalografia

Na metalografia, existem vários modos de ser preparar a amostra, sendo o propósito da verificação e o tipo de ataque químico para ser usado determina a preparação correta da superfície de ataque. A maioria das análises macroscópicas revelam alguns detalhes da macroestrutura em uma superfície áspera, mas seria necessário um ataque excessivo pela falta de homogeneidade e “superfície lisa” da superfície podem facilmente esconder detalhes significativos.

Geralmente, uma superfície polida requer menos ataque químico para revelar a mesma quantidade de detalhe bruto e diminui a chance de perder algum detalhe mais fino.

Superfícies usinadas são aceitáveis para ataques macroscópicos e examinação. Entretanto, a usinagem com ferramentas inadequadas podem modificar a superfície e distorcer a estrutura do grão ou gerar alguma porosidade.

No presente estudo, foi realizada a preparação do material da seguinte forma: primeiramente as amostras foram todas lixadas nas granas de 200, 300, 420, 600 e 1200. O polimento foi realizado com alumina de 1µm.

4.2.3. Ataque químico

O ataque químico é a técnica mais antiga e comum aplicada para a produção do contraste microestrutural. Nesta técnica, o ataque químico reage com a amostra sem o uso de corrente externa. O ataque prossegue com a dissolução de acordo com as características químicas dos constituintes microestruturais. As variedades dos ataques são disponíveis, incluindo ataques com ácidos, bases, soluções neutras e sais.

(39)

(permanência que o reagente permanece em contato com o material) é determinada basicamente pelo grau de dissociação do ataque e da condutividade elétrica.

O tempo de ataque pode variar de alguns segundos para algumas horas. Quando não há instrução dada, o progresso é julgado pela aparência da superfície atacada. A superfície ficará usualmente menos brilhante e reflexiva a medida que o ataque prossegue.

No presente estudo foi utilizado o mesmo método de ataque químico, com dois reagentes químicos diferentes. Para o aço 1020 foi utilizado o Nital 10% e para o liga de cobre e zinco foi utilizado o ácido nítrico.

A amostra deve ser atacada logo após o polimento final. Ataque químico é usado para revelar a microestrutura do carbono e ligas de aço são listadas na tabela, junto com as características primárias. Nital e picral são os reagentes mais utilizados para o ataque em aços e ligas de aço. A composição do nital é geralmente usada na concentração de 1 a 3 % de HNO3 em solução de etanol ou metanol. Para soluções com concentrações superiores é

recomendado o uso de metanol para soluções.

Os contornos de grão da ferrita podem ser revelados utilizando o reagente Nital na maioria dos aços carbono, apesar de que o reagente Marshall (reagente 8 da tabela 1) parece aparentemente ser melhor para aços carbonos com baixa porcentagem de carbono e aço descarbonizado.

Para o estudo, foram utilizados os reagentes: • Aço = Nital 10 %

• Liga de cobre e zinco = Ácido Nítrico

(40)

5. RESULTADOS OBTIDOS

Os resultados obtidos no presente estudo podem ser divididos nos resultados do ensaio de compressão dos materiais, na microscopia analisada da superfície e no estudo da dureza dos materiais.

5.1. ENSAIO DO ANEL

Os valores obtidos do ensaio do anel estão expostos na tabela 01. A Figura 24 mostra um rascunho de um anel e suas dimensões para facilitar o entendimento dos valores. O Ensaio do anel consiste basicamente em aplicar uma força no material, deformando no sentido da carga aplicada.

Figura 24 - Exemplo de um anel utilizado no ensaio.

Tabela 1 - Valores obtidos no ensaio de anel.

Material H

inicial finalH D inicial externo D inicial interno externoD final internoD final

Aço 2,2 1,02 11,9 6,0 15,9 3,3

Liga de cobre e zinco

(41)

5.2. COMPORTAMENTO DO ANEL

A Figura 25 mostra o comportamento esperado em um ensaio de compressão. Entretanto, após ensaiadas os anéis apresentaram um perfil semelhante nos dois materiais, conforme Figura 26; o diâmetro externo sempre aumenta e o diâmetro interno aumenta ou diminui, segundo as condições de atrito.

No ensaio a tensão devida ao atrito é mínima no diâmetro externo do anel e aumenta ao se aproximar do diâmetro interno. Na Figura 26, a seta indica o sentido da restrição à deformação devido ao atrito.

O ensaio é realizado deformando o material entre duas placas planas maciças. A deformação do material ocorre com a diminuição da altura e o aumento de seu diâmetro externo. O perfil do anel é explicado devido à restrição à deformação plástica após a conformação do material que ocorre na região externa do material e em menor magnitude na região interna do material.

Figura 25 - Exemplo do perfil do comportamento esperado do anel no ensaio.

Figura 26 - Exemplo do comportamento do anel no ensaio.

Indicação do sentido da restrição da deformação pelo

(42)

A Figura 27 mostra a pressão necessária para a compressão de um disco. Nota-se que o atrito disco/matriz e a pressão são tanto maiores quanto mais interno o raio considerado. De forma análoga, na compressão de um disco, quanto mais interno o raio considerado maior a tensão de atrito que se opõe ao escoamento do material na direção radial e voltado para o diâmetro externo. Assim, durante o ensaio de compressão de um anel, o diâmetro externo é submetido a menor tensão de atrito e escoa mais livremente “para fora”. No outro extremo, o diâmetro interno está submetido ao maior valor de tensão de atrito e não consegue escoar, deformando-se muito mais na direção da espessura.

Figura 27 - Comportamento do atrito gerado em uma parte do anel.

A Figura 28 mostra o esquema de meio anel e ilustra aproximadamente o escoamento durante a compressão. Na região próxima central o fluxo na direção radial é limitado e na região próxima ao diâmetro interno e externo, sujeita a tensão de atrito menos intensa, o fluxo na direção radial sofre menor restrição.

Figura 28 - Exemplificação das linhas de deslocamento geradas no ensaio do anel.

(43)

5.3. MICROSCOPIA

As Figuras de 29 a 36 mostram os resultados obtidos com a amostra de liga de cobre e zinco. A Figura 29 mostra o comportamento das linhas de deformação na região próxima ao diâmetro externo. Como na região próxima ao diâmetro externo houve fluxo considerável do material na direção radial, as linhas reveladas pela metalografia, além de mostrarem o fluxo mostram também que ele é mais acentuado internamente, já que mesmo nesta região existe atrito se opondo ao escoamento na interface disco/matriz. O mesmo fenômeno é observado na Figura 30, onde é mostrado o comportamento próximo ao raio externo.

Figura 29 - Comportamento próximo ao raio interno. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 50 X.

(44)

Figura 30 - Comportamento próximo ao raio interno. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 50 X.

As Figuras 31 e 32 mostram o comportamento das linhas de deformação na porção central do disco. Nota-se claramente que o comportamento é diferente daquele observado na extremidade externa do disco. Como houve fluxo no sentido externo no maior diâmetro e fluxo no sentido interno no menor diâmetro, a porção central está na zona de transição, em que a deformação se dá basicamente na direção da compressão. Cabe aqui citar o fato de que as linhas de fluxo vistas nas fotos são uma segunda fase existente na liga.

Figura 31 - Comportamento próximo ao meio da amostra. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 50 X.

(45)

Figura 32 - Comportamento próximo ao meio da amostra. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 50 X.

A Figura 33 mostra a segunda fase, que se comporta de maneira dúctil e se deformou exatamente na direção transversal, na direção perpendicular em relação à superfície do disco.

Figura 33 - Comportamento da segunda fase encontrada na amostra. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 200x.

(46)

As Figuras 34 a 36 mostram como a segunda fase presente no liga de cobre e zinco foi comprimida e os grãos foram “achatados”, já que não houve fluxo lateral de material como um todo. É necessário frisar aqui o fato de que o comportamento observado foi generalizado para ambas às fases nessa região do disco e pode ser observado pelos grãos da segunda fase. Na Figura 36 a estrutura é vista com maior ampliação e pode-se observar pequenos grãos da fase mais clara também achatados, o que revela que eles também foram comprimidos.

Figura 34 - Comportamento da segunda fase encontrada no meio da amostra. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 200x.

(47)

Figura 35 - Comportamento da segunda fase encontrada no meio da amostra. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 200x.

Figura 36 - Comportamento da segunda fase encontrada na extremidade da amostra. Material: Liga de cobre e zinco, Ataque: Ácido Nítrico. Ampliação 500x.

(48)

As Figuras 37 a 42 mostram o comportamento da amostra de aço diante do ensaio do anel.

A amostra de aço, as imagens obtidas foram no estereoscópio e sem ataque químico, dadas a dificuldade em se obter a superfície atacada.

As Figuras 37 e 38 mostram a alteração do comportamento das linhas de deformação que ocorrem na amostra devido à influência do atrito no escoamento do material no ensaio de deformação. A Figura 37 foi retirada próxima ao raio interno do disco, enquanto a Figura 36 está situada entre o meio do material e o diâmetro externo.

Figura 37 - Comportamento próximo ao raio externo. Material: Aço 1020, Sem Ataque. Ampliação 50x.

Figura 38 - Comportamento próximo ao raio externo. Material: Aço 1020, Sem Ataque. Ampliação 50x.

(49)

A Figura 39 mostra o comportamento das linhas de deformação na porção central do disco. Nota-se que houve fluxo no sentido externo no maior diâmetro e fluxo no sentido interno no menor diâmetro, a porção central está na zona de transição, em que a deformação se dá basicamente na direção da compressão. Vale ressaltar que o comportamento do disco de aço foi semelhante ao do liga de cobre e zinco.

Figura 39 - Comportamento das linhas de deformação na porção central da amostra. Material: Aço 1020, Sem Ataque. Ampliação 50x.

As Figuras 40 a 42 mostram os detalhes dos carbonetos (cementita) quebrados durante a deformação e que foram arrancados durante o polimento.

(50)

Figura 40 - Comportamento dos carbonetos encontrados na extremidade da amostra. Material: Aço 1020, Sem Ataque. Ampliação 200x.

(51)

(52)

6. CONCLUSÃO

Duas amostras utilizadas no ensaio de anel de atrito de materiais diferentes, liga de cobre e zinco e aço baixo carbono, foram analisadas por meio de metalografia convencional e pode-se chegar às seguintes conclusões:

- Os anéis ensaiados, que inicialmente apresentavam seção transversal regular mostraram comportamento assimétrico, apresentando seção transversal de dimensões variáveis após ensaio;

- Analisando as linhas de fluxo da deformação, nota-se que o comportamento dos corpos de prova foi idêntico para os dois materiais, o que mostra que independe do material utilizado; - Como esperado, as linhas de fluxo reveladas pela análise metalográfica, mostraram que a deformação plástica foi mais intensa no diâmetro externo do anel em virtude da menor restrição do atrito;

- A deformação plástica ocorre na direção radial, no sentido externo, na região externa do anel - A deformação apresenta uma zona de transição, onde se vê que não houve fluxo lateral e a microestrutura mostra grãos achatados pela ação da tensão compressiva;

- Na região interna do anel as linhas de fluxo mostram que houve deformação na direção radial no sentido do centro do anel;

(53)

BIBLIOGRAFIA

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Morais, W. A. Atrito e lubrificação. Notas de aula.

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Border, C. Análise do coeficiente de atrito no ensaio do anel para o forjamento a quente. 2005. 80 páginas. Dissertação (Mestrado Profissionalizante em Engenharia Automotiva) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.

Wanga, J. P et al. A new experimental approach to evaluate friction in ring test. Journal of Materials Processing Technology. p. 68-76, 2008.

Dieter, G. E. Mechanical metallurgy. 3. ed. Editorial board. University of Maryland, 1986.

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de atrito nas propriedades do aço 1020. Disponível em:

<http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2009/Artigos/Art_TCC_018_2009.pdf>. Acesso em: 31 jul. 2013.

Auras, A. P.; Processos de fabricação: conformação mecânica II – extrusão, trefilação e conformação de chapas. Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina. Florianópolis. 2006

Moreira, M. F. Processos de conformação mecânica. Disponível em:

(54)

(55)

ANEXO – Tabelas dos possíveis reagentes químicos

Seguem as tabelas retiradas do ASM Handbook volume 9 sobre os reagentes que poderiam ser utilizados nas amostras.

Tabela 1: Reagentes metalográficos para ferro e aço.

Composição Composição Lembrete Uso

1 Nital

2 mL HNO3 e

98 ml etanol ou metanol (95%

ou puro, só álcool)

Não é tão bom como o picral para trabalho de alta resolução com estruturadas tratadas com aquecimento. Excelente para visualização

dos contornos de grãos da ferrita. Tempo de Ataque: Poucos segundos – 1 minuto

Para aço-carbono: deixar o máximo contraste entre a perlita e a ferrita ou cementita. Revela contornos de

grão da ferrita. Diferencia ferrita da

martensita

2 Picral

4 g de ácido pícrico, 100 mL

etanol ou metanol (95 % ou puro álcool quando o ácido contém 10% ou

mais de hidração), e 4 ou 5 gotas 17%

cloreto de Zephiran

Não é tão eficiente como o nital para revelar contorno de grão da ferrita; permite uma maior resolução da

perlita, martensita, martensita temperada, e estruturas bainíticas; detecta

carbonetos. Tempo de Ataque P4oucos segundos –

1 minuto ou mais

Para todas as categorias de aço carbono: recozido, normalizado,

temperado, revenido, esferoidizado, austemperado

3 Metabisulfito de _Sódio (a) 8 g Nae 100 mL H2S22OO 5

destilada

Reagente geral para aços: resultados similares ao picral. Tempo de Ataque: Poucos segundos – 1 minuto

(56)

(b) 10 g Na2S2O5 e 100

mL H2O

destilada

Pratique: 2 segundos com 2 % nital, enxaguar seguido da solução de Na2S2O5 por

20 segundos

Geralmente utiliza para aços bifásicos. Revela

perlita, escurece martensita e contorna austenite; Pratique: de 10-15 segundo em 2% nital seguido por 20 segundos em Na2S2O5

irá contornar contornos de grão de ferrita e

identificar perlita, martensita, e austenita

4 Reagente _Vilella

5 mL HCl, 1 g ácido pícrico, e

100 mL de etanol ou metanol (95%

ou puro)

Melhor resultados são obtidos quando a martensita

é temperada

Para revelar o tamanho de grão austenítico em

aços temperados e revenidos

5 Aquecimento _{por indução} _aquecimentoApenas

Aquece através do contato do material com uma superfície que esta sendo pré-aquecida em 205-370° C

(400 - 700 °F). Tempo e temperatura decidem os efeitos. Banho de areia ou

metal fundido pode ser utilizado

Perlita passa primeiramente de cor,

seguido pela ferrita. Cementita é menos afetada, sendo o fosfato

de ferro com menor efeito 6 Ácido pícrico com sulfato tridecilbenzo de sódio 1 g tridecilbenzo de

sódio em 100 mL ácido pícrico saturado

aquoso

O tempo de ataque varia com grau, tratamento térmico, e concentração dos

reagentes aquosos; Tempo de ataque pode ser reduzido e o resultado pode aumentar através da solução plana com amostra limpa no ultra:

para aços que contém alto teor de sílica, adicionando quantidades variadas de

CuCl2 para revelar

contornos de grãos mais claramente

Revela previamente contorno de grão austenitico em aços

(57)

7 Reagente _Klemm

50 mL de solução saturada

(em H2O) de Na2S2O3 e 1 g

K2S2O5

(metabissulfito de potássio)

Tempo de ataque: 40-120 segundos; ferrite aparece

preta-marrom, mas carbonetos, nitretos, e

fosfatos permanecem brancos; distribuição do fósforo pode ser detectada mais sensivelmente do que o

comum baseado com reagentes de fósforo a base

de sais de cobre

O ataque pinta a perlita, estruturas endurecidas de aço sem

liga e ferro fundido.

8 Reagente _Marshall

(a) 100 mL H2O, 8 g ácido

oxálico, e 5 mL H2SO4

(b) 30% H2O2

Misturar os volumes iguais de solução (a) e (b) pouco

antes de usar. Tempo de ataque: 2-3 segundos; 3 segundos de preataque em 2% nital pode ser necessário

Contorno de grãos uniforme para ataques com baixo carbono ou

aços elétricos

9 Picrato de Sódio _alcalino

2 g ácido pícrico, 25 g NaOH, e 100 mL destilado

H2O

Usar ebulição, 5-10 minutos; não fazer ebulição

seca; soluções irão atacar partes formadas de baquelite

Cementita colorida, mas não carbonetos com alto cromo; ataca

sulfitos; define contorno de grão em aços hipereutetóides com baixo condição

resfriada

10 Reagente _Behara 3 g Kg Na22SS22OO53, 10 , e

100 mL H2O

Pratique 3-5 segundos com

(58)

Tabela 2: Reagentes metalográficos para cobre e as ligas de cobre.

Composição Procedimento Cobre e liga de Cobre

1

20 mL NH4OH,

0-20 mL H2O, 8-20

mL 3% H2O2

Imersão ou pincelamento por 1 minuto; H2O2

conteúdo varia de acordo com a liga de cobre a ser atacada; usar H2O2 novo

para melhores resultados

Usar novos para cobres e ligas de cobres; filme formado do ataque de bronze alumínio pode ser removido usando uma solução fraca de Grard,

preferido para latões

2 1 g Fe(NO3)3 e

100 mL H2O Imersão

Ataca com reagente e polimento de cobre e ligas

3

25 mL NH4OH 25

mL H2O, 50 mL

2,5% (NH4)2S2O8

Imersão Ataca o polimento de cobre e algumas

ligas de cobre

4

2 g K2Cr2O7 8 mL

H2SO4 4 mL NaCl

(solução saturada), 100 mL H2O

Imersão; NaCl substituível por 1 gota HCl para 25 mL solução; adicionar apenas

antes de usar; seguido de FeCl3 ou outro ataque de

contraste

Cobre; ligas de cobre e berílio, manganês, e silício, níquel de prata; bronzes, cobre; preferencialmente para

todos os cobres para revelar o contorno de grão; contraste de grão e

deformação a

5 CrO3 Imersão ou pincelamento Cobre, liga de cobre e zinco, bronze e

prata níquel

6 2, e 1-2 drops HCl Imersão; adicionar HCl no tempo em que usar

O mesmo descrito acima; colorir através do ataque eletrolítico ou ataque

(59)

7

8 g CrO3, 10 mL

H2SO4 200 mL

H2O

Imersão ou pincelamento

Contraste de grão marcado com cobre ETP, não dissolve com Cu2O; Usar

depois do reagente químico 3 quando o ataque de cobre alto fósforo desoxidado para microstrutura

8 10 g (NH4)2S2O8 e 90 mL H2O

Imersão; usar frio ou ebulição

Cobre, latão, bronzes, níquel de prata, e bronze de alumínio

9

10 % de cloreto de amônio aquoso mais NH4OH até a

neutralidade ou alcalinidade

Imersão; lavar cuidadosamente a amostra

Cobre, latão, bronzes, níquel de prata, escurece a fase alfa-beta do latão

10

FeCl3,

g

HCl,

mL

H2O2,

mL

Imersão ou pincelamento, ataque levemente ou por sucessivos ataques leves até

atingir o resultado requerido

Cobre, latão, bronzes, níquel de prata, e bronze de alumínio, escurece a fase alfa-beta do latão, contraste seguintes

dicromato e outros ataques.

5 50 100

20 5 100

25 25 100

1 20 100

8 25 100

5 10 100

11

5 g FeCl3, 100 mL

etanol, 5-30 mL HCl

Imersão ou pincelamento para 1 segundo até vários

minutos

(60)

12 HNO3 (várias concentrações)

Imersão ou pincelamento; 0,15-0,30 % AgNO3,

adicionado até 1:1 solução dá ataque profundo e

brilhante

Cobres e Ligas de Cobres

13 NH4OH (soluções

diluídas) Imersão Atacar latões e bronzes polidos

14 50 mL HNO3 20 g

CrO3 75 mL Imersão

Bronze de alumínio, latão de corte livre, filmes a partir de polimento podem ser removidos com 10% de HF

15 5 mL HNO3 20g

CrO3, 75 mL H2O Imersão Igual ao descrito acima

16 59 g FeCl, e 96 mL etanol

Imersão; amostra aquecida primeiro em H2O quente

Macro e micro ataque para ligas de cobre e níquel recozidos

17

16 g CrO3 1,8 g

NH4Cl (cloreto de

amônia) 10 mL HNO3, 200 mL

H2O

Imersão Preferencialmente ataques para ligas de cobre e níquel

18

5 partes HNO3, 5

partes ácido acético, 1 parte

H3PO4

(61)

19 Partes iguais de

NH4 e H2O Imersão Cobres e ligas

20

60 g FeCl3, 20 g

Fe(NO3)3 2000 mL

H2O

Imersão Ligas de cobre e níquel

21

1 parte ácido acético, 1 parte HNO3 2 partes de

acetona