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Reagentes Metalográficos, Picral ou Nital (Qual o Melhor?)

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Escolha de Reagentes Metalográficos, Qual o melhor?

Qual o melhor reagente para aços carbono e ferros fundidos. Nital, ou Picral? Quem trabalha em laboratórios metalográficos na inspeção de produtos ferrosos com certeza já se deparou com esta pergunta. Estes dois reagentes atendem objetivos da inspeção metalográfica diferentes. Veja a tabela abaixo 

escolha de reagentes metalográficos
Tabela Comparativa de Reagentes Metalográficos: Picral e Nital. ASTM E407 Standard Practice for Microetching Metals and Alloys.

A metalografia foi uma técnica muito desenvolvida desde o início do século passado. Existem diversos tipos de reagentes metalográficos que revelam diferentes informações na microestrutura dos materiais. A tabela de reagentes metalográficos acima compara dois tipos de reagentes mais comuns: Picral e Nital.

Cada um destes ataques químicos tem um uso específico na metalografia, apesar de ambos poderem ser utilizados para as mesmas inspeções.

Uso do Nital

O Nital devido a facilidade de sua preparação e durabilidade do reagente é mais utilizado. Porém, deve-se estar ciente das diferenças entre os dois reagentes. De uma forma geral o Nital é mais indicado para materiais de médio à baixo carbono para revelar as microestruturas de perlita, cementita e ferrita. Lembrando que o Nital revela o contorno de grão da ferrita, que permite uma boa análise da ferrita residual em aços parcialmente temperados.

Uso do Picral

O Picral tem sua aplicação mais indicada em aços de médio para alto carbono em controle de processos de tratamento térmico. Isto porque, o Picral tem uma revelação detalhada para a Perlita, Martensita e Bainita. Como este ataque também é mais fácil diferenciar entre a Bainita e a Perlita fina. Esta também é um bom reagente para revelar carbonetos, carbonetos não dissolvidos na martensita e carboneto livre.  

Desta forma, percebe-se que os dois reagentes se complementam na maioria dos casos, onde laboratórios realizam metalografias de recebimento de matérias primas e controlam processos de tratamento térmico de sua produção. 

A metalografia deve ter os objetivos do ensaio determinados com seu cliente, ou com as características de controle dos seus processos. Com este objetivo bem determinado o metalógrafo pode escolher o melhor reagente indicado tecnicamente para cada tipo de análise.

Conclusão

  • O melhor reagente é aquele que atende os objetivos da tua inspeção metalográfica
  • No caso de objetivos de inspeção mistos e amplos o uso dos dois reagentes se complementam

Procura por mais conhecimento em Metalografia? Veja mais aqui.

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Serviço Réplica Metalográfica em Campo ( 7 Etapas )

réplica metalográfica em campo - 2 Laboratório de Ensaios
réplica metalografica - serviço campo
Réplica Metalográfica em Dutos Petrobrás e Turbina Endesa. Avaliação de Vida Residual e Falha em Campo.

Serviço de Réplica Metalográfica

A metalografia de campo, ou metalografia não destrutiva (END) é uma excelente técnica para a inspeção em campo, podendo assegurar a qualidade de juntas soldadas e avaliar a vida residual de equipamentos industriais.

O que é réplica Metalográfica?

A réplica metalográfica é uma técnica que permite a análise da microestrutura de um equipamento, ou componente sem a necessidade de danificá-lo para o ensaio. Na réplica metalográfica nenhuma amostra é retirada do produto, e sim uma cópia da microestrutura é feita em cada um dos pontos de inspeção. A réplica metalográfica também é conhecida como metalografia de campo, ou metalografia não destrutiva, sendo assim uma técnica de END também. Esta inspeção é padronizada por diversas normas, entre elas a ASTM E1351 – Standard Practice for Production and Evaluation of Field Metallographic Replicas.

Como Analisar uma RéplicA

A metalografia de campo permite que seja registrado na réplica (cópia) a microestrutura do material, a qual poderá ser analisada por microscopia eletrônica ou ótica. É possível, dependendo da qualidade da réplica, a análise química por EDX-MEV de alguns precipitados encontrados na microestrutura.

Tipos de Metalografias de Campo

As metalografias de campo podem ser divididas em duas categorias:

  • Metalografia in-situ

A metalografia in-situ é a análise do ponto de inspeção com o microscópio propriamente dito. Existem microscópios específicos para realizar a metalografias sobre os equipamentos.

  • Metalografia com extração de réplica

A metalografia por réplica não é feita no campo. Porém, a micrografia do material é copiada em acetato ou resina. Esta cópia e analisada posteriormente em laboratório.

Etapas no Serviço de Réplica Metalográfica

O serviço de réplica metalográfica segue as seguintes etapas:

  1. Identificação dos locais de análise
  2. Preparação por lixamento
  3. Polimento
  4. Ataque com reagente metalográfico
  5. Colagem e remoção de acetato (no mínimo 2 por ponto de inspeção)
  6. Análise em laboratório no Microscópio Ótico ou Eletrônico
  7. Emissão da Laudo

Réplica Metalográfica Caldeiras

A réplica também é uma técnica indispensável na avaliação da vida residual de equipamentos.

Para a avaliação da vida residual de caldeiras a Testmat também realiza os seguintes ensaios adicionais: Medição de Espessura por Ultrassom e Avaliação de Durezas em campo nos Pontos Críticos.

A equipe da Testmat está disponível 24h para a realização deste tipo de inspeção em todo o território nacional.

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Ensaio de Metalografia em Materiais ( 10 Objetivos )

AA6061 Alumínio Barler Luz Polarizada TG - 3 Laboratório de Ensaios

Quais os objetivos do ensaio de metalografia na Testmat?

Os objetivos do ensaio de metalografia na TestMat são de fornecer Soluções e Respostas para às Dúvidas que nossos Clientes têm sobre seus materiais e processos. Com os nossos Laudos nossos Clientes recebem Soluções.

O objetivo do ensaio metalográfico é discutido com o cliente, para determinar exatamente a necessidade do tipo e extensão da Solução procurada.

10 Objetivos do Ensaio de Metalografia

O ensaio de metalografia pode ter objetivos distintos:

  1. Determinar a quantidade percentual de microconstituintes
  2. Avaliar a presença de fases fragilizantes
  3. Caracterizar as modificações microestruturais de tratamento térmico
  4. Conferir o nível de inclusões em materiais conformados
  5. Analisar o tamanho de grão do material
  6. Examinar a presença de defeitos superficiais após tratamento por shot peening
  7. Verificar a formação de defeitos em etapas de conformação
  8. Caracterizar a porosidade de uma peça injetada de Alumínio
  9. Determinar o grau de nodularização de ferros fundidos nodulares
  10. Avaliar a presença de carbonetos fragilizantes em ligas de aço inox e aço inox duplex

Como você pode ver existem diversos tipos de objetivos no ensaio de metalografia. Estes objetivos são determinados com o conhecimento procurado sobre o material em análise. Muitas vezes, esse conhecimento é somente uma comparação com um padrão normalizado. Porém, nos casos mais complexos necessita-se de um estudo detalhado da microestrutura para, por exemplo, o entendimento de um comportamento mecânico não esperado do componente, ou para a compreensão de um mecanismo de corrosão acentuado em determinadas partes do material. Conforme o objetivo determinado as etapas da metalografia precisam ser planejadas para se obter o conhecimento esperado com a análise metalográfica.

A TestMat trabalha com ensaios metalográficos em materiais de diversos tipos com emissão de laudo. Exemplos de serviços de ensaio de micrografia em microscópio ótico ou microscopia eletrônica (MEV) são apresentados abaixo.

  • Determinação da Microestrutura de ligas ferrosas e não ferrosas
  • Tamanho de grão
  • Medições de camadas tratadas
  • Metalografia dos aços e produtos siderúrgicos comuns
  • Réplica Metalográfica em campo
  • Macrografias e Juntas soldadas
  • Realizamos ensaios conforme sua necessidade!

 

Veja alguns Ensaios Metalográficos com Objetivos Distintos

Medida de Tamanho de Grão em Camada Cemetada. Ataque: Tepol. Aumento 100x
Medida de Tamanho de Grão em Camada Cemetada. Ataque: Tepol. Aumento 100x
Ensaio Metalografico Ferrita Martensita Bandas 1 - 4 Laboratório de Ensaios
Ensaio Metalográfico Aço Carbono. Microestrutura com Bandas de Ferrita e Martensita. Ataque Nital. Aumento 50x.
metalografia aço inox duplex
Metalografia de aço inox duplex. Distribuição de grãos de ferrita e austenita. Isento de carbonetos em contornos de grão. Ataque: Eletrolítico NaOH.
Metalografia Aço Inox 304 por réplica. Grãos Austeníticos. Aumento 100x Ataque Kalling
Metalografia Aço Inox 304 por réplica. Grãos Austeníticos. Aumento 100x Ataque Kalling
Ensaio de Metalografia com ataque colorido. Liga de Alumínio AA6060 soldada por FSW. Ataque: Barker´s Eletrolítico
Ensaio de Metalografia com ataque colorido. Liga de Alumínio AA6060 soldada por FSW. Ataque: Barker´s Eletrolítico

Nossos serviços em Engenharia de Materiais

Análises de Falha

Através de um método planejado nossos técnicos e engenheiros analisam a falha com diversos recursos, inclusive microscopia eletrônica e análise por elementos finitos. O nosso laudo determina a causa da falha e indica sugestões para a correção do problema.

Análise de composição de Material

Nossa análise permite identificar o material, conforme a norma técnica comercial utilizada (EN, ASTM, SAE, ABNT, JIS, entre outras).

Ensaios de Corrosão em aços inox

Análise de corrosão conforme ASTM A 262, entre outras normas de referência no mercado. As aplicações comuns deste ensaio são a:

  • Avaliação da presença de carbonetos de cromo em contorno de grão austenítico nas ligas inox, principalmente nas ligas inox 304
  • Avaliar qualidade do aço inox fornecido, conforme o padrão ASTM A262 Prática A. As ligas de aço inox precisam ser solubilizadas antes de serem expostas ao meio ambiente
  • Ensaio periódico para avaliação de certificado do fornecedor, conforme padrões pré estabelecidos, ou padrões internacionais
  • Esclarecer dúvidas quanto á resistência à corrosão de aço inox austenítico que pode varia conforme a morfologia e e outros microconstituintes no material 

Inspeções e Consultoria

    • Assessoria Metalúrgica e em Qualidade
    • Desenvolvimento de fornecedores de materiais e serviços
    • Cursos e Treinamentos

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Shot Peening Tratamento com Jato de Granalha

shot peening camada tratamento qualidade - 5 Laboratório de Ensaios

O que é Shot Peening?

O Shot Peening é um tratamento superficial realizado através do jateamento de granalhas de qualidade sobre a superfície da peça, ou componente. O tratamento de shot peening é realizado com a aplicação em alta velocidade de granalhas, de geometria e massa específicas, sobre a superfície a ser tratada. O impacto destas granalhas deformam a superfície aumentando a dureza e deixando uma tensão residual de compressão nesta superfície que é benéfica para a resistência à fadiga da peça. Essa tensão residual de compressão, quanto mais elevada for, mais ela irá impedir o surgimento de uma trinca de fadiga e / ou a sua propagação. Assim, peças e componente tratados com esse tratamento superficial apresentam vida em fadiga superior a peças não tratadas.

mola helicoidal rompida em fadiga por shot peening ruim
Mola Helicoidal rompida por fadiga devido ao tratamento de sho-peening inadequado. Seta indica ponto de início da falha. Aumento 5x.


O jateamento de granalhas com intensidade controlada e com granalhas com qualidade para este processo também é denominado no Brasil de Jato de Granalha. Porém, deve-se tomar cuidado com o uso deste termo que pode ser confundido com Jato de Areia.

Quais as principais variáveis do processo de shot peening?

  1. Qualidade de Granalha
    -Ligas Ferrosas trefiladas e conformadas à frio, melhor qualidade
    -Ligas Ferrosas fundidas e condicionadas em formatos padronizados, menor qualidade
  2. Características do Equipamento
    -Tipo e Número de Turbinas (automatizado)
    -Bocais Manipulados (robotizado ou manual)
  3. Variáveis da qualidade do material na superfície da peça
    -Dureza
    -Defeitos pré existentes, como por exemplo, descarbonetação
Microscopia Eletrônica de Varredura. Superfície de Mola com Shot Peening
Microscopia Eletrônica de Varredura. Superfície de Mola com Shot-Peening. Aumento: 100x.

Caso o tratamento não seja executado corretamente, defeitos podem ser introduzidos na superfície da peça.

Importância da Qualidade Superficial no Shot Peening

Componentes de suspensão, itens do powertrain e outros componentes automotivos são jateados em todo o mundo para obter uma vida útil mais longa em serviço. Vários controles das granalhas de peening e da máquina de jateamento determinam a qualidade do tratamento superficial. Além disso, existem controles para a superfície jateada que indicam a qualidade da área da superfície jateada, como por exemplo a cobertura.

O que é Cobertura do Processo Shot Peening

De uma forma simples, a cobertura é uma medida da porcentagem da área que foi deformada ou recebeu o impacto da granalha de jateamento e se deformou.

Existe um limite teórico de 99,8% para a área de cobertura alcançável em processos de jateamento industrial, e atingir este limite requer um processo de jateamento intenso. Hoje, produtos de suspensão como molas têm a mais alta especificação de cobertura associada a altas tensões residuais de compressão. As áreas não cobertas pelo jateamento são muito críticas e reduzem a vida útil do componente em serviço. Devido a isso, a prática de Manufatura é de expor os componentes a um tempo máximo de peening para garantir a melhor cobertura da superfície. No entanto, há um limite no processo e a exposição dos componentes ao excesso de jateamento que resulta em áreas com excesso de shot peening, ou over-peening.

O que é Over-Peening?

defeito superficial por excesso de peening
Defeito superficial por excesso de peening (seta). Aumento 100x.

O excesso de shot peening resulta em defeitos superficiais da região tratada. Este excesso é denominado de Over-Peening.
O over-peening não é desejado em uma superfície tratada por esse processo e deve ser evitado. Quando a superfície apresenta over-peening, esta irá apresentar trincas e sobreposições na superfície do componente. Ou seja, os parâmetros de processo devem ser determinado para evitar o over-peening. Veja como avaliar a superfície com shot-peening aqui.

Quais são os defeitos típicos de Over-Peening?

Shot Peening Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) da superfície jateada apresentando defeitos e descontinuidades internas.
Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) da superfície com shot peening apresentando defeitos e descontinuidades internas.

Os defeitos típicos de over-peening têm tamanho de 2 a 5 grãos do material, são concentradores de tensão superficial onde se nucleiam trincas de fadiga e também reduzem a tensão de compressão na superfície.

Componentes com alta solicitação mecânica cíclica, como por exemplo, como molas helicoidais não apresentam crescimento de trinca de fadiga significativo e quebram logo após a nucleação da trinca. Assim, mesmo com uma superfície com shot peening, os componentes podem falhar em serviço com vida útil reduzida devido à qualidade da superfície tratada.

Veja mais sobre como avaliar a qualidade superficial de peças tratadas por shot peening em nosso artigo internacional aqui.

Conclusão

  • O tratamento da superfície por shot-peening é benéfico para o produto, quando utilizados os parâmetros corretos
  • Deve-se evitar o over-peening da superfície que reduz a vida do produto em campo
  • A avaliação da qualidade da superfície permite a definição dos parâmetros ótimos do processo

Busca por mais conhecimento nesta área? Veja nos cursos técnicos sobre o tema aqui.

A Testmat conta com grande experiência nesse processo e ajuda seus clientes no desenvolvimento dos parâmetros ideais de trabalho para a obtenção do Almen, com o menor desperdício de granalha e energia. Muitas vezes, a melhor qualidade superficial para resistência à fadiga é conseguida com parâmetros de processo mais econômicos.

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Participação no Grupo WSC

Parceria Testmat WSC - 6 Laboratório de Ensaios

Parceria Testmat WSC 1 - 7 Laboratório de EnsaiosA Testmat faz parte agora do grupo WSC, oferecendo os serviços de laboratório e inspeção em Hortolândia e SP.

O grupo WSC é conhecido pela manutenção industrial de centrífugas, motores e pela construção de máquinas de grande porte. A Testmat irá fornecer o know-how nas áreas de laboratório e inspeção.

O grupo WSC é composto pelas empresas:
– Westfalia Service Center
– Testmat Enga Industrial