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Metalografia-Tamanho de Grão de Alumínio e sua Ligas

aluminio barker - 1 Keller

ANÁLISE METALOGRÁFICA DO TAMANHO DE GRÃO DE ALUMÍNIO

A análise metalográfica do tamanho de grão de ligas fundidas é possível com reagentes especiais. Ligas não ferrosas, como as ligas de alumínio precisam de reagentes específicos e iluminação adequada para esta análise.  

Ligas fundidas e conformadas necessitam de ataques diferentes para revelar o tamanho de grão do alumínio. Diferenças comuns de composição química das ligas fundidas e a presença de precipitados podem inviabilizar o ataque facilmente e revelar somente a estrutura dendrítica do material.

Ligas Conformadas

Por exemplo, para o alumínio laminado, ou extrudado, a revelação do grão do alumínio é obtida pela a anodização com reagente de Barker’s e posterior revelação por luz polarizada. A imagem seguinte ilustra o resultado desta técnica.

Metalografia Colorida, Luz Polarizada. Liga de Alumínio soldada por FSW. Tamanho de grão de alumínio com variação. Ataque: Barker's
Metalografia Colorida, Luz Polarizada. Liga de Alumínio soldada por FSW. Tamanho de grão de alumínio com variação. Ataque: Barker’s

No caso de uma liga fundida este mesmo ataque irá revelar a microestrutura dendrítica do material e não será possível analisar o tamanho de grão. Lembrando que tamanho de grão e estrutura dendrítica são duas coisas distintas.

Ligas Fundidas

A imagem seguinte revela o resultado de um ataque de Barker revelado por luz polarizada para uma liga fundida de alumínio.

Ataque de Barker e revelação por luz polarizada de liga de alumínio fundida. Não foi possível identificar o tamanho de grão do alumínio.
Ataque de Barker e revelação por luz polarizada de liga de alumínio fundida. Não foi possível identificar o tamanho de grão do alumínio.

Para as ligas fundidas não ferrosas pode se trabalhar com reagente de Keller’s. Este ataque precisa ser desenvolvido conforme a composição química da liga, mas normalmente resulta na revelação do tamanho de grão da liga.

A imagem seguinte é o resultado com Keller para a mesma liga atacada anteriormente com Barker’s com a revelação do contorno de grão de alumínio analisado.

O reagente Keller e um ótima opção para revelar o tamanho de grão de alumínio e ligas não ferrosas.
O reagente Keller e um ótima opção para revelar o tamanho de grão de alumínio e ligas não ferrosas.

Conclusão

  • Para revelar o tamanho de grão de alumíno e suas ligas são necessário ataques distintos conforme o estado de fornecimento: Fundido, ou Conformado
  • Dois reagentes metalográficos devem ser considerados, conforme especificação em norma internacional:
    -Reagente de Barker: 1,8% Ácido Fluobórico em Água Destilada em ataque eletrolítico
    -Reagente de Keller:   95 ml água destilada, 2.5 ml ácido nítrico, 1.5 ml ácido clorídrico, 1.0 ml ácido fluorídrico

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Medição de Tamanho de Grão em Ligas de Alumínio (Keller’s)

aluminio keller tamanho grao - 2 Keller

Objetivo

Medição de tamanho de grão em liga de alumínio fundida. Revelar os contornos de grão da amostra.

Reagente Kellers

O reagente Kellers é uma ótima opção para revelar o tamanho de grão de ligas não ferrosas, como por exemplo ligas de alumínio.

Material Liga de Alumínio A356

Liga de Alumínio A356 Injetada sob pressão. Sem tratamento térmico posterior.

Liga típica de uso na fabricação de componentes mecânicos como bombas, injetores, ferramentas, carcaças estruturais e outras peças com requisitos de resistência mecânica elevada e de baixo peso.

Técnica Metalográfica

Macroestrutura Tamanho de Grão em Liga A356

Microscópio: Estereoscópio Ótico

Iluminação: Direta

Medição de tamanho de grão por Macrografia da seção da peça injetada após ataque. Contornos de grão visíveis. Ataque: Reagente Kellers
Macrografia da seção da peça injetada após ataque. Contornos de grão visíveis para medição de tamanho de grão. Ataque: Reagente Keller’s. Aumento: 10x.

Comentários

O ataque com reagente Keller´s é muito utilizado na revelação de grãos de ligas fundidas de alumínio para medição de tamanho de grão. Tem grande aplicabilidade em ligas fundidas por gravidade e ligas fundidas por injeção de baixa pressão. Para ligas com precipitados ou com alguma deformação plástica, este ataque não seria recomendado.

Links Úteis

ASTM E407 Standard Practice for Microetching Metals and Alloys

ASTM E340 Standard test method for macroetching metals and alloys

ASTM E381 Standard method of macroetch testing steel bars, billets, blooms and forgings

ISO 4969 Steel — Etching method for macroscopic examination

TestMat – Como calcular tamanho de grão, ASTM E112

TestMat – Serviços em Metalografia e Macrografia

TestMat – Cursos em Caracterização de Materiais (Metalografia e Macrografia)