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Metalografia Digital Avanรงada Ed. 2009 / V.1.2


METALAB Análise de Materiais Ltda. Rua: Elza Meinert, N° 1.068 89.218 89.218218-650 650 / Joinville / Santa Catarina Fone: (47) 47) 32053205-6740 / 30263026-1788 Fax: (47) 47) 3205 3205205-6700 E-mail: suporte@metalab.com.br Site: www.metalab.com.br

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ÍNDICE DO MANUAL Apresentação

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Vantagens e Benefícios do Software DIGIMET Plus 4G

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1 – Composição e Requisitos do Sistema Sistema 1.1 – Composição do Sistema (Hardwares) 1.2 – Especificação da Câmera e Placa de Captura 1.3 – Configuração Recomendada para o Computador

07 07 08 08

2 – Conhecendo o Software DIGIMET Plus 4G 2.1 – Introdução ao Sistema DIGIMET Plus 4G 2.2 – Abas de Comando do Sistema 2.3 – Botões de Comando do Sistema 2.3.1 – Botões de Comando Principal 2.3.2 – Botões de Rotinas Extras 2.3.3 – Botões de Rotinas Pré-programadas 2.3.4 – Botões de Comando Extra

09 09 10 11 12 12 12 13

3 – Detalhes das Abas de Comando do Software 3.1 – Arquivo 3.1.1 – Novo 3.1.2 – Inserir Imagem 3.1.3 – Álbum Metalográfico 3.1.3.a – Detalhes do Álbum Metalográfico 3.1.4 – ZOOM DIGITAL 3.1.5 – CALCULADORA 3.1.6 – SAIR 3.2 – Câmera 3.2.1 – Configurar Qualidade de Vídeo 3.2.2 – Formato 3.2.3 – Metalografia em Tela Cheia 3.2.4 – Opções 3.2.5 – Compactação de Vídeo 3.3 – Quantificação 3.3.1 – Medidas Manuais 3.3.1.a – Medidas Lineares 3.3.1.b – Medidas de Diâmetro 3.3.1.c – Medidas de Ângulos 3.3.1.d – Medição da Micro Dureza Vickers 3.3.2 – Quantificação Automática 3.3.2.a – Volume de Fase 3.3.2.b – Grau de Nodularização 3.3.2.c – Contagem de Nódulos por Milímetro Quadrado 3.3.2.d – Volume de Grafita 3.3.2.e – Tamanho de Grafita 3.3.2.f – Austenita Retida 3.3.2.g – Tamanho de Grão 3.3.3 – Edição de Imagem 3.3.3.a – Desenho na Imagem

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3.3.3.b – Escrever na Imagem 3.3.3.c – Traçar Linhas 3.3.3.d – Traçar Setas 3.3.4 – Escala 3.3.4.a – Inserir Escala 3.3.5 – Rotinas 3.3.5.a – Criar Nova Rotina 3.4 – Aumento e Calibração 3.4.1 – Nova Calibração 3.4.2 – Excluir Calibração 3.4.3 – Alterar o Aumento

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4 – Botões de Rotinas PréPré-programadas

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5 – Campos de Dados do Software 5.1 – Campo de Quantificação 5.2 – Campo de Informações da Metalografia 5.3 – Campo de Imagens Capturadas (Trilha de Imagens)

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6 – Relatórios 6.1 – Emissão de Relatórios

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7 – Atalhos de Comando do Sistema

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8 – Normas de Referência 8.1 – Tamanho de Grão (Grain Size) 8.2 – Tamanho de Grafita (Graphite Size) 8.3 – Ensaio de Dureza Vickers (Vickers Measurement) 8.4 – Percentual de Fase (Volume Phase Fraction)

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9 – Defeitos de Preparação Metalográfica 9.1 – Arrancamento de Fase 9.2 – Artefato Externo 9.3 – Ataque Químico 9.4 – Defeito de Borda 9.5 – Cometas 9.6 – Deformação do Material 9.7 – Inclusões Não Metálicas 9.8 – Manchas Superficiais 9.9 – Oxidação Superficial 9.10 – Planicidade da Amostra 9.11 – Queima de Corte 9.12 – Riscos de Lixa

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Apresentação Apresentação

A Metalografia Quantitativa Digital é hoje uma das mais importantes ferramentas para a análise das microestruturas dos materiais. Iniciado seu desenvolvimento na década de 70, somente agora se apresenta para o mercado um Sistema totalmente nacional. Desenvolvido por Metalurgistas e Pesquisadores brasileiros, o DIGIMET Plus é o mais avançado Software para Metalografia Quantitativa Digital. Agora em sua quarta geração (4G), oferece ainda maior simplicidade no seu uso garantindo velocidade de resposta, confiabilidade dos resultados e robustez além de um variado campo de aplicações incluindo todas as áreas de engenharia de materiais. DIGIMET Plus 4G foi desenvolvido para uma precisa e eficaz análise de imagem de ligas metálicas, polímeros, cerâmicos e compósitos, destacando sua aplicação nas áreas de Metalografia Quantitativa, Tratamentos Térmicos, Tratamentos de Superfície, Soldagem entre outros. Único sistema brasileiro no mercado, o Software DIGIMET Plus 4G torna possível à realização da Metalografia Metalografia OnOn-line via Internet, ou mesmo a Gravação em formato *.avi de qualquer Ensaio realizado. Tal recurso permite a simultânea metalografia entre seu Laboratório e, por exemplo, a área de Engenharia de seu Cliente, facilitando e agilizando decisões sobre a qualidade do material inspecionado. A gravação e reprodução em vídeo da Metalografia Digital são fundamentais para qualquer discussão técnica, facilitando e viabilizando muitas vezes a aprovação de um Lote produzido.

Júlio F. Baumgarten Mestre Eng. de Materiais & Processos Avançados

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Vantagens e Benefícios

O desenvolvimento do Software DIGIMET Plus 4G, traz consigo uma série de vantagens e benefícios que objetivam atender e superar as expectativas dos usuários do Sistema. Grandes esforços e planejamentos foram realizados visando garantir todas as reais necessidades da Metalografia Quantitativa Digital.

A seguir listamos as principais vantagens e benefícios que o Software oferece.

- Mais de 30 Softwares de Engenharia vendidos no Brasil - Sistema desenvolvido por Empresa Brasileira - Interface totalmente em Português - Software de fácil utilização, focado no usuário com formação técnica na área metalmecânica e metalurgia (não exige conhecimentos de informática) - Suporte direto com o Desenvolvedor no Brasil - Customização das Lables, permitindo com facilidade ajustes nas Identificações das Análises Quantitativas e Emissão de Relatórios - Assistência ao Hardware no Brasil - Software fornecido na Versão Completa, permitindo rapidamente a liberação de várias outras Rotinas do Sistema (grau de nodularização, classificação de inclusões não metálicas, medição de dureza, etc.) - Equipe de Programadores em constante aperfeiçoamento e gerando atualizações continuamente, o que permite manter o Sistema sempre como uma referência em Software para Metalografia Quantitativa Digital - Criação de Rotinas Extras pelo usuário, integrando 2 (duas) ou mais rotinas abertas, por exemplo: com um único comando o usuário pode realizar Quantificação de Fase + Contagem de Fase + Volume de Grafita + Distribuição de Tamanho de Grafita Nodular

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1 – Composição e Requisitos do Sistema

1.1 – Composição do Sistema (Hardwares)

O Sistema DIGIMET Plus 4G é tipicamente uma combinação de Hardware, Software e Periféricos, sendo composto por:

S i s t e ma C o m p l e t o p a r a M e ta l o g r a f i a Q u a n t i ta t i va D i g i t a l

Composição do Sistema: Sistema

1 Microscópio Ótico Trinocular 1 Microcompurador (PC) com Placa de Captura Digital 1 Câmera 1/3 CCD de Alta Resolução 1 Impressora 1 Mouse 1 Teclado

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1.2 – Especificação da Câmera e Placa de Captura O Sistema DIGIMET Plus 4G é fornecido acompanhado de uma Câmera 1/3” CCD de alta resolução, classe colorida, com no mínimo 530 linhas. Todo o conjunto de adaptação (anel ou bucha) também acompanha o Kit de Captura Digital, permitindo o acoplamento entre a Câmera e o Microscópio Ótico. As Câmeras mais utilizadas são das marcas SONY, Samsung e LG.

Acompanha o Kit de Captura Digital uma Placa Eletrônica especial, que permite a integração entre o sinal gerado pela Câmera e o Computador. Tal Placa poderá ser do tipo Externa ou Interna ao Computador, em função da solicitação do Cliente.

Câmera 1/3”CCD

Placa Digital de Captura Externa

1.3 – Configuração Recomendada para o Computador -

Processador Pentium 4 – 2,0 GHz (ou superior)

-

Sistema Operacional Windows XP; service pack 2

-

Placa de Vídeo 64 MB

-

256 MB Memória RAM

-

Duas (2) Portas USB-2 livres

-

Unidade de HD com 40 GB de espaço livre

-

Unidade de Leitura de CD Rom

-

Microsoft Office: Word 2003 e Excel 2003

-

Adobe Acrobat Reader (PDF)

-

Monitor Tubo ou LCD com Tela 17”

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2 – Conhecendo Conhecendo o Software DIGIMET Plus 4G

2.1 – Introdução ao Sistema DIGIMET Plus 4G

O Software DIGIMET Plus 4G foi desenvolvido especialmente visando à simplicidade e agilidade no uso da Análise Metalográfica Quantitativa. A Equipe de Engenharia de Materiais e Desenvolvedores de Software teve como principal preocupação oferecer uma solução que não exigisse qualquer conhecimento em informática, favorecendo principalmente a interface amigável e a confiabilidade dos resultados.

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Tela principal do Software DIGIMET Plus 4G 1 – Abas de Comando do Sistema 2 – Botões de Comando do Sistema 3 – Área de Visualização da Metalografia Digital 4 – Abas de Resultados das Quantificações e Preenchimento das Informações do Ensaio 5 – Trilha de Capturas (Imagens Digitais Capturadas) 9

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2.2 – Abas de Comando do Sistema

As Abas de Comando permitem ao Usuário uma série de ações dentro do software. É importante conhecer todos os comandos para utilizar plenamente o potencial do sistema. A seguir, são apresentadas as ABAS SUPERIORES, SUPERIORES sendo que no Capítulo 3 são discutidos os detalhes de cada comando.

Detalhe da estrutura de ABAS SUPERIORES no Software DIGIMET Plus 4G Cada ABA suporta vários comandos, permitindo inúmeras ações desde Iniciar um Novo Ensaio até especificar o Aumento utilizado na captura digital.

Aba AQUIVO AQUIVO ⇒ Novo / Inserir Imagem / Álbum Metalográfico / Zoom / Calculadora / Sair

Aba CÂMERA ⇒ Configurar / Formato / Opções / Compactação de Vídeo 10

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Aba QUANTIFICÃO ⇒ Medidas Manuais / Quantificação Automática / Edição de Imagem / Escalas / Rotinas

Aba AUMENTO ⇒ Nova Calibração / Excluir Calibração / Escolha do Aumento em uso Atalhos: Ctrl + N = Iniciar Novo Ensaio Metalográfico Alt + BkSp = Abrir a Janela de Zoom, que permite aumento digital da imagem

2.3 – Botões de Comando do Sistema

Na Tela Principal há três conjuntos de Botões de Comando. [1] Comandos Principais, [2] Comandos de Rotinas Extras (programáveis) e [3] Rotinas Pré-programadas.

[1] Comandos Principais

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[2] Rotinas Extras

[3] Rotinas Pré-programadas

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2.3.1 – Botões de Comando Principal Representam os Botões de Ação dos Comandos do sistema: CÂMERA ⇒ libera a Câmera Digital iniciando a visualização da imagem metalográfica CAPTURAR CAPTURAR ⇒ captura e congela a imagem escolhida para posterior quantificação VÍDEO ⇒ inicia o processo de Gravação da Vídeo Metalografia ASSISTIR ⇒ permite abrir o arquivo e assistir a Vídeo Metalografia RELATÓRIO ⇒ gera digitalmente o Relatório com todas as informações editadas

Detalhes dos Botões de Comando Principal 2.3.2 – Botões de Rotinas Extras Representam os Botões de Rotinas Extras que o usuário poderá programar, permitindo a associação de qualquer número de Rotinas Pré-programadas, isto é, cada um dos cinco (5) Botões poderá realizar até oito seqüências de análises livremente escolhidas (veja o item 3.3.5 Rotinas Extras).

Detalhes dos Cinco Botões de Rotinas Extras 2.3.3 – Botões de Rotinas Pré-programadas Representam os Botões de Rotinas Pré-programadas, que permitem várias quantificações automáticas com um único Clique, agilizando e facilitando a análise quantitativa (veja o item 4 Rotinas Pré-programadas).

Detalhes dos Botões de Rotinas Pré-programadas 12

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2.3.4 – Botões de Comando Extra Representam os Botões Extras que permitem SALVAR Pasta do Windows escolhida, COPIAR de outro Documento, APAGAR

uma Imagem Capturada em uma

(efeito Ctrl+C) que permite Colar a mesma dentro

uma Imagem Capturada (efeito Delete), VOLTAR

uma

ação realizada.

Detalhes dos Botões de Comando Extra

3 – Detalhes das Abas de Comando do Software 3.1 – Arquivo 3.1.1 – Novo [atalho Ctrl + N] Ao clicar em NOVO o software irá iniciar um novo ensaio, liberando a Câmera Digital em modo “ao ao vivo”. vivo Neste modo pode-se escolher a área desejada, focar a imagem e definir a região a ser Capturada e Quantificada.

Mensagem de confirmação para Novo Ensaio 13

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3.1.2 – Inserir Imagem Ao clicar em INSERIR IMAGEM o Software irá permitir que o usuário importe de um Arquivo desejado, uma Imagem já capturada e salva ou mesmo uma Imagem recebida via Internet. Tal imagem deverá informar a Escala de Ampliação para garantir os resultados das análises quantitativas. Poderão se importados Arquivos de Imagem nos formatos *.jpg ; *.jpeg e *.bmp. *.bmp

Comando Inserir Imagem de Arquivo

Pasta de Arquivo da Imagem a ser importada e analisada

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3.1.3 – Álbum Metalográfico Ao clicar em ÁLBUM METALOGRÁFICO o Software irá permitir que o usuário consulte e/ou edite um Banco de Dados contendo todas as Metalografias Quantitativas já Salvas no Sistema. O Álbum também permite a importação de novas imagens livremente escolhidas, inserindo todas as informações correspondentes a esta matalografia. O Álbum Metalográfico é uma importante ferramenta do Sistema, no qual o usuário poderá criar seu ATLAS PERSONALIZADO, PERSONALIZADO incluindo imagens e informações relativas a microestruturas de referência [PV - padrão visual], imagens de não conformidades, microestruturas especiais, etc..

Comando abrir Álbum Metalográfico

Tela do ÁLBUM METALOGRÁFICO 15

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3.1.3.a – Detalhes do Álbum Metalográfico A seguir são apresentados os Campos da Tela do Álbum Metalográfico.

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Detalhes da Tela do ÁLBUM METALOGRÁFICO METALOGRÁFICO

[1] Janela de Visualização; Visualização área de apresentação da imagem escolhida na Guia Lateral [2] Guia Lateral; Lateral apresenta todas as imagens salvas no Álbum Metalográfico [3] Campo de Informações; Informações área de preenchimento das informações da metalografia [4] Botões de Comando; Comando links de comando do Álbum que permitem:

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Inserir Imagem – insere uma Imagem Salva em um Arquivo (definir uma pasta)

Salvar Alterações – salva as informações ou alterações inseridas no Campo “3”

Excluir Imagem – exclui imagem e informações selecionadas na Guia Lateral

Sair – Botão de Comando para sair do Álbum Metalográfico

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3.1.4 – ZOOM DIGITAL Ao clicar em ZOOM o Software irá permitir ao usuário abrir uma Janela de Ampliação, Ampliação que apresentará em detalhe a região definida pelo deslocamento do mouse. Ao posicionar o mouse sobre a Janela ZOOM, será permitida a escolha da taxa de ampliação digital que varia entre 2 X a 8 X de aumento.

Comando abrir o ZOOM DIGITAL

Detalhes da Janela do ZOOM DIGITAL 17

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3.1.5 – CALCULADORA Ao clicar em CALCULADORA o Software irá permitir ao usuário abrir uma Calculadora Digital padrão do Windows.

Comando abrir a CALCULADORA DIGITAL

Detalhes da Calculadora Científica - Windows

3.1.6 – SAIR Ao clicar em SAIR o Software irá permitir ao usuário fechar o programa, similar a qualquer outro sistema de informática.

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3.2 – Câmera 3.2.1 – Configurar Qualidade de Vídeo Ao clicar em CONFIGURAR, CONFIGURAR o sistema irá abrir a Janela de Setup da Câmera que permite vários ajustes na qualidade da imagem a ser analisada.

Objetivando melhorar a qualidade da Imagem Capturada, o Software DIGIMET Plus 4G apresenta um importante recurso de Tratamento Digital de Imagem que permite vários ajustes como Brilho, Contraste, Saturação, Nitidez dos Cantos, etc.. O procedimento é simples, e de grande utilidade.

Detalhes dos Comandos para ajuste da imagem

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3.2.2 – Formato Ao clicar em FORMATO ORMATO sistema irá abrir a janela de propriedades do Driver da Câmera, permitindo ajustes de qualidade na imagem “ao vivo”.

Detalhes dos Comandos Deslizantes das Propriedades de Vídeo 3.2.3 – Metalografia em Tela Cheia O Software DIGIMET Plus 4G, permite a visualização da imagem junto ao Monitor do Computador no Modo “Tela Cheia”. Para tanto, deve-se clicar com o Botão Direito do Mouse sobre a Área de Visualização Digital que irá resultar na plena visualização da Imagem Dinâmica. Para retornar ao Modo Normal, deve-se clicar no Teclado o Botão “Esc”.

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3.2.4 – Opções Ao clicar em OPÇÕES o sistema irá permitir as seguintes ações: [1] Habilitar Câmera - libera a Câmera Digital em modo “ao ao vivo”. vivo Neste modo pode-se escolher a área desejada, focar a imagem e definir a região a ser Capturada e Quantificada [2] Comentário no Vídeo - permite inserir comentários ao vídeo da metalografia [3] Qualidade de Imagem – permite ajustes da qualidade do vídeo a ser gravado

3.2.5 – Compactação de Vídeo Ao clicar em COMPACTAÇÃO DE VÍDEO o sistema irá permitir o acesso para definir o tipo de compactação do Vídeo e do Áudio, durante o processo de Gravação do Vídeo Metalográfico. O arquivo gerado poderá ser visualizado através de softwares convencionais como Windows Media Player, Nero Player, Quick Time Player, etc..

Compactador de Vídeo 21

Compactador de Áudio Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


3.3 – Quantificação 3.3.1 – Medidas Manuais Ao clicar em QUANTIFICAÇÃO, QUANTIFICAÇÃO o sistema irá permitir vários processos de cálculo, podendo ser determinados comprimentos lineares, diâmetros, ângulos entre fases e medição de microdureza Vickers. 3.3.1.a – Medidas Lineares Seqüência para executar medidas lineares como medição de camadas, espaçamento entre fases, etc. Em detalhe, Setup da Fonte, escolha do Fundo do Texto, Cor da Linha e a opção de exibir os resultados na imagem capturada.

Detalhes das Definições Definições das Medidas Lineares

Janela de Definição da Fonte 22

Definição da Cor da Linha Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


Para realizar uma ou mais Medidas Lineares, Lineares deve-se clicar em Quantificação ⇒ Medidas Manuais ⇒ Linear Linear ⇒ Executar. Executar A seguir, posicionar o mouse no início da medida e com o botão esquerdo clicado deve-se arrastar o mouse até a posição final da medida deseja, soltando-o. O valor da medida será apresentado conforme exemplo abaixo.

Controle da Espessura da Camada Nitretada 3.3.1.b – Medidas de Diâmetro Para realizar uma ou mais Medidas Lineares, Lineares deve-se clicar em Quantificação ⇒ Medidas Manuais ⇒ Diâmetro A seguir, posicionar o mouse na periferia da fase realizan do três cliques afastados em um ângulo de 120°. Após o terceiro clique (ponto na periferia) será mostrado o diâmetro da estrutura quantificada. O valor da medida será apresentado conforme exemplo apresentado na página a seguir. 23

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Controle de Diâmetro de Nódulos de Grafita

3.3.1.c – Medidas de Ângulos Para realizar uma ou mais Medidas de Ângulos, deve-se clicar em Quantificação ⇒ Medidas Manuais ⇒ Ângulo . A seguir, posicionar o mouse nos três (3) Pontos de referência que definem o ângulo desejado.

O valor da medida será apresentado conforme exemplo apresentado na página a seguir.

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Controle do Ângulo de Lamelas de Grafita

3.3.1.d – Medição da Micro Dureza Vickers Para realizar uma ou mais Medidas de Micro Dureza deve-se clicar em Quantificação ⇒ Medidas Manuais ⇒ Vickers. Vickers. A seguir, deve-se informar a Carga utilizada no ensaio e clicar em “OK OK”. OK Posicionar o mouse nos dois vértices da impressão clicando sobre os mesmos. O valor da medida será apresentado conforme exemplo apresentado na página a seguir.

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Definição da Carga do Ensaio

Controle da Micro Dureza Vickers (mHV)

O Software DIGIMET PLUS 4G permite o controle de Dureza Vickers e Micro Vickers [HV - mHV]

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3.3.2 – Quantificação Automática Ao clicar em QUANTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA, AUTOMÁTICA o sistema irá permitir vários processos de cálculo, podendo ser determinados o Volume de Fase (Perlita, Ferrita, Carbonetos, Silício Primário, Inclusões, Porosidades, etc.), Grau de Nodularização (FE), Contagem de Nódulos por Milímetro quadrado (pode ser aplicado a Contagem de outras Fases Dispersas como Inclusões, Silício, Porosidades, etc.), Volume / Área de Grafita, Distribuição do Tamanho da Grafita Esferoidal, Percentual de Austenita Retida e Tamanho de Grão de Ferrita.

Comandos para Análise Quantitativa de Imagem 3.3.2.a – Volume de Fase Ao clicar em Volume de Fase – Executar será realizada a Rotina de Determinação do Percentual de Fase inspecionada, independente do tipo de Fase pode-se calcular sua concentração na imagem capturada.

Atalho: F1 = quantificação automática do percentual de fase 27

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* Exemplo da Quantificação de Perlita e Ferrita em um Aço SAE 1030: 1030:

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[1] Tela de Captura com Identificação da Fase [2] Resultados Quantitativos [3] Gráfico dos Resultados Para Renomear a Fase Quantificada, Quantificada basta clicar sobre o Campo do Nome da Fase (Fase 1 ou Fase 2); na Caixa de Texto digite o nome que identifica a microestrutura quantificada.

Caixa de Texto para Renomear a Fase

Exemplo de Fases Quantificadas Renomeadas 28

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O Comando Threshold (Atalho: Shift + F4) é um importante recurso do sistema, permitindo controlar a saturação de pixels na imagem capturada. A Barra de Deslizamento (detalhe) permite aumentar ou diminuir o Grau de Preenchimento de Pixels correspondentes a Fase em estudo, tornando assim a medição quantitativa mais precisa. Este comando já vem préprogramado no software, porém pode ser ajustado pelo usuário conforme necessidade em função da qualidade de contraste da imagem resultante do efeito de ataque metalográfico ou controle de iluminação no microscópio.

Botão de Deslizamento do Comando Threshold

Baixo Threshold

Excessivo Threshold

O correto ajuste do Threshold é um importante fator para a precisão da quantificação 29

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O Software DIGIMET Plus 4G permite a escolha da Cor para a Fase Quantificada e a Inversão de Cor da mesma. Este recurso é útil na análise de diferentes materiais no Laboratório (alumínio, ferro fundido, aço, bronze, etc.)

Comando para Alteração da Cor da Fase Quantificada

Fase Quantificada em Vermelho

Janela de escolha da Cor da Fase

Fase com alteração de Cor (Verde)

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O Software DIGIMET Plus 4G permite ainda a Inversão de Cor da Fase. Este recurso é útil para a verificação do correto uso do Threshold (nível de preenchimento de pixels).

Comando para Inversão da Cor da Fase Quantificada

Inversão da Cor de Fase

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3.3.2.b – Grau de Nodularização Ao clicar em Grau de Nodularização – Executar será iniciada a Rotina de Determinação do Grau de Nodularização da Grafita no Ferro Fundido Esferoidal. O Software DIGIMET Plus 4G apresenta importante recurso que permite ao usuário avaliar CADA NÓDULO em separado, registrando o Feret Máximo (µm), Área (µm2), Perímetro do Nódulo (µm) e Esferoidicidade.

Atalho: F2 = Grau de Nodularização

Janela de Resultados com informações completas dos Nódulos quantificados 32

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Ao clicar sobre a Imagem Quantificada na Janela de Resultados, o sistema apresenta a Imagem ampliada, onde podem ser observados os Nódulos Perfeitos (verde), Nódulos Intermediários Intermediários (roxo), Nódulos Excluídos em função do Tamanho (vermelho) e Nódulos Não Considerados em função do contato com a periferia da área de captura (azul).

Detalhes da Imagem Quantificada ampliada

Detalhes dos Resultados 33

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Detalhes dos Resultados Individuais O Software DIGIMET Plus 4G apresenta outro importante recurso que permite ao usuário realizar a Configuração (Setup) do Ensaio de Grau de Nodularização. Para acessar clique em Grau de Nodularização – Configurar ou use o Atalho Shift + F2. F2

Comando para Configuração do Ensaio de Nodularização 34

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Janela de Configuração do Ensaio de Grau de Nodularização

Nesta Janela o usuário poderá ajustar os seguintes parâmetros de controle de ensaio: [1] Sensitividade; Sensitividade atua de forma similar ao Threshold, permitindo a Saturação da Grafita [2] Total de Nódulos; Nódulos define o número máximo de nódulos a serem quantificados [3] Eliminar Nod. Menores Que; Que define a área (µm) dos menores nódulos quantificados [4] Roundness; Roundness define a Esferoidicidade de referência para o cálculo da Nodularização

Uma vez definidos os novos parâmetros do ensaio, deve-se SALVAR o novo Setup para então executar a Rotina de Grau de Nodularização.

Por DEFAULT o Software irá processar as Imagens conforme Setup apresentado na Janela acima. O usuário poderá alterar livremente os parâmetros, devendo sempre considerar a coerência dos resultados do ensaio.

Sugerimos operar o Sistema com valores de Roundness entre 40% a 50%.

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3.3.2.c – Contagem de Nódulos por Milímetro Quadrado Ao clicar em Contagem de Nódulos – Executar será iniciada a Rotina de Determinação do Número de Nódulos de Grafita por Milímetro Quadrado no Ferro Fundido Esferoidal.

Atalho: F3 = Contagem de Nódulos

Detalhes da Rotina de Contagem de Nódulos por Milímetro Quadrado 36

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O Software DIGIMET Plus 4G apresenta outro importante recurso que permite ao usuário realizar a Configuração (Setup) do Ensaio de Contagem de Nódulos. Para acessar clique em Contagem de Nódulos – Configurar ou use o Atalho Shift + F3 F3.

Comando para Configuração do Ensaio de Contagem de Nódulos

Janela de Configuração do Ensaio de Grau de Nodularização

Nesta Janela o usuário poderá ajustar os seguintes parâmetros de controle de ensaio: [1] [2] [3] [4]

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Sensitividade; Sensitividade atua de forma similar ao Threshold, permitindo a Saturação da Grafita Total de Nódulos; Nódulos define o número máximo de nódulos a serem quantificados Eliminar Nod. Menores Que; Que define a área (µm) dos menores nódulos quantificados Roundness; Roundness define a Esferoidicidade de referência para o cálculo da Nodularização

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Uma vez definidos os novos parâmetros do ensaio, deve-se SALVAR SALVAR o novo Setup para então executar a Rotina de Contagem de Nódulos. Por DEFAULT o Software irá processar as Imagens conforme Setup apresentado na Janela anterior. O usuário poderá alterar livremente os parâmetros, devendo sempre considerar a coerência dos resultados do ensaio. Sugerimos operar o Sistema com valores de Total de Nódulos entre 2000 a 5000 e Eliminar Nódulos Menores Que entre 35 µm a 50 µm. 3.3.2.d – Volume de Grafita Ao clicar em Volume de Grafita – Executar será iniciada a Rotina de Determinação da Quantidade de Grafita nos Ferros Fundidos. Conforme o Princípio de Delesse, Delesse para materiais isotrópicos a Área de uma Fase no Plano é igual ao seu Volume no Espaço. Desta forma podemos aplicar este princípio para o Cálculo do Volume de Grafita para qualquer tipo de Ferro Fundido. O Volume de Grafita é um importante parâmetro a ser controlado, pois interfere consideravelmente na Resistência Mecânica do Material.

Atalho: F4 = Volume de Grafita

Detalhes do Comando de Threshold (A Atalho: Shift + F4) para ajuste do preenchimento da Fase 38

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Tela de Resultado da Rotina do Percentual de Volume de Grafita O Software DIGIMET Plus 4G permite ainda alterar a Cor da Grafita na Imagem Quantificada, sendo aplicado, por exemplo, para separar Ensaios em Ferros Fundidos Cinzentos dos Ferros Fundidos Esferoidais (nodulares).

Seqüência de Comando para Alterar a Cor da Grafita no Ensaio Atalho: Ctrl + F4 = Alterar a Cor da Grafita

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* Análise do Percentual de Perlita, ferrita e Grafita nos Ferros Fundidos O Software DIGIMET Plus 4G permite calcular três fases distintas na metalografia quantitativa. Por exemplo, com comandos simples é possível determinar o Percentual de Grafita, Percentual de Ferrita e Percentual de Perlita numa microestrutura de Ferro Fundido.

Detalhe da sequência de Abas para Análise Trifásica O processo de quantificação tem a seguinte sequência: [1] Determinar o Percentual de Grafita na Amostra NÃO ATACADA - Rotina F4 [2] Determinar o Percentual de Perlita e Ferrita na Amostra ATACADA - Sequência de Abas conforme figura acima, a seguir Capturar a nova imagem atacada

Resultados

Janela de Resultados Quantitativos 40

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3.3.2.e – Tamanho de Grafita Ao clicar em Tamanho de Grafita – Executar será iniciada a Rotina de Determinação da Distribuição do Tamanho da Grafita nos Ferros Fundidos. O Ensaio atende as Normas ABNT 6593-81 / ASTM A 247-06. A Distribuição do Tamanho da Grafita é um importante parâmetro a ser controlado, pois interfere consideravelmente na Resistência Mecânica do Material.

Atalho: F5 = Distribuição do Tamanho da Grafita

Detalhes da Tela de Resultados da Rotina de Tamanho de Grafita 41

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Atalho: Ctrl + F5 = Janela de Configuração do Sistema Nesta Janela o usuário poderá ajustar os seguintes parâmetros de controle de ensaio: [1] [2] [3] [4]

Sensitividade; Sensitividade atua de forma similar ao Threshold, permitindo a Saturação da Grafita Total de Nódulos; Nódulos define o número máximo de nódulos a serem quantificados Eliminar Nod. Menores Que; Que define a área (µm) dos menores nódulos quantificados Roundness; Roundness define a Esferoidicidade de referência para o cálculo da Nodularização

Uma vez definidos os novos parâmetros do ensaio, deve-se SALVAR o novo Setup para então executar a Rotina de Tamanho de Grafita. Por DEFAULT o Software irá processar as Imagens conforme Setup apresentado na Janela anterior. O usuário poderá alterar livremente os parâmetros, devendo sempre considerar a coerência dos resultados do ensaio.

3.3.2.f – Austenita Retida Ao clicar em Austenita Retida – Executar será iniciada a Rotina de Determinação da Quantidade Percentual de Austenita Retida no material. O Ensaio não é normalizado pela ABNT ou ASTM, sendo que o critério de determinação está baseado na área da Austenita Retida no plano metalográfico e em seguida aplicado o Princípio de Delesse. A Austenita Retida é uma Fase Metalúrgica resultante do Tratamento Térmico de Têmpera, estando associado ao teor de carbono e velocidade de resfriamento do componente tratado. A ampliação ideal para determinação do Volume de Austenita Retida é de 100 x a 400 x, dependendo do microscópio utilizado e profundidade da estrutura transformada. O controle do Volume de Austenita Retida é muito importante, pois a presença desta microestrutura resulta em queda da dureza e trincas nos materiais temperados.

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Atalho: F5 = Distribuição do Tamanho da Grafita

Atalho: F6 = Determinação da Quantidade de Austenita Retida

Detalhes da Tela de Controle da Austenita Retida

Atalho: Shift + F6 = Ajuste do Threshold. Utilizar o recurso para definir o preenchimento da Austenita Retida existente na microestrutura. 43

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3.3.2.g – Tamanho de Grão Ao clicar em Tamanho de Grão – Executar será iniciada a Rotina para Determinação do Tamanho de Grão de Ferrita no material inspecionado. O Ensaio é normalizado conforme ASTM E 112 e ASTM E 1382 - Standard test method for determining average grain size using semiautomatic and automatic image analyses.

Atalho: F7 = Tamanho de Grão

Tela de Resultado do Ensaio de Tamanho de Grão 44

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Janela de Resultado do Ensaio de Tamanho de Grão Conforme pode ser observado na Janela de Resultado do Ensaio de Tamanho de Grão, o usuário poderá ainda comparar o Valor obtido no Cálculo com uma imagem de referência conforme ASTM E 112. Caso os Contornos de Grão não estejam corretamente atacados, há a possibilidade do Sistema não identificar com clareza esta região, resultando em valores incorretos.

IMPORTANTE: Deve-se considerar que na Metalografia Quantitativa Digital, a precisão dos resultados é diretamente influenciada pela qualidade da Preparação da Amostra e seu ataque químico. Falhas na preparação e/ou ajustes inadequados de iluminação no microscópio interferem consideravelmente nos resultados finais do ensaio. O Software DIGIMET Plus 4G possui uma importante Ferramenta que permite ao usuário a Correção dos Contornos de Grão, Grão inserindo ou removendo contornos falsos com uso do mouse, facilitando a análise quantitativa e melhorando assim a precisão do resultado final. O uso adequado do Threshold também é indicado para a Correção dos Contornos de Grão, devendo-se ajustar o mesmo para o perfeito delineamento dos Grãos no material. Atalho: Shift + F7 = Ajuste do Threshold.

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Comando para Correção dos Contornos de Grão

Metalografia com pouco ataque

Imagem corrigida com mouse (inserir contorno)

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3.3.3 – Edição de Imagem Ao clicar em EDIÇÃO DE IMAGEM, IMAGEM o sistema irá permitir vários processos complementares, podendo ser realizado um Desenho na Imagem (free hand), Escrever na Imagem além de Traçar Linhas e Inserir Setas sobre a matalografia capturada.

Comandos para Edição de Imagem 3.3.3.a – Desenho na Imagem Ao clicar no comando de Desenho na Imagem, estará liberada a configuração para Desenhar na Imagem. Como variável de configuração, poderá ser definida a Cor da linha do desenho. O tipo de desenho é “free hand”, que permite o livre traço sobre a Imagem Capturada.

Exemplo de Free Hand sobre a imagem 47

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3.3.3.b – Escrever na Imagem Ao clicar no comando de Escrever na Imagem, será apresentada uma Janela de Edição de Texto, que permite digital qualquer tipo de mensagem com ate 256 caracteres. Após ter sido digitada a frase, basta clicar com o mouse sobre o local desejado na imagem capturada. São permitidos inúmeros cliques com diferentes textos sobre a Captura, podendo-se alterar livremente o texto.

Fonte Default: Arial, Tamanho de Fonte 10. Para alteração da Fonte consulte a Área de Suporte METALAB.

Exemplo de Texto Editado sobre a Imagem Capturada 48

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3.3.3.c – Traçar Linhas Ao clicar no comando de Traçar Linhas, será apresentada uma Janela de Escolha da Cor, sendo permitida a inclusão de inúmeras linhas com qualquer cor especificada pelo padrão Windows em qualquer ângulo desejado.

Detalhes da inclusão de Linhas na Imagem Capturada

3.3.3.d – Traçar Setas Ao clicar no comando de Traçar Setas, será apresentada uma Janela de Escolha da Cor, sendo permitida a inclusão de inúmeras Setas com qualquer cor especificada pelo padrão Windows em qualquer ângulo desejado.

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Detalhes da inclusão de Setas na Imagem Capturada 3.3.4 – Escala 3.3.4.a – Inserir Escala Ao clicar em INSERIR ESCALA, ESCALA o sistema irá permitir o processo complementar de inserção da escala da imagem. Para tanto, após cada captura, deve-se informar ao Sistema o Aumento utilizado na respectiva imagem.

Comando para Inserção de Escala na Imagem 50

Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


Detalhe da Inserção de Escala na Imagem Capturada O Software DIGIMET Plus 4G possui uma importante Ferramenta que permite ao usuário a Configuração Configuração da Escala, Escala inserindo-a em quatro (4) Posições distintas na Imagem e escolhendo a formatação da Régua de Referência (três opções de régua). Após definir o tipo e posição da Escala, deve-se salvar as alterações para efetivar a escolha.

Janela de Configuração da Escala 51

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3.3.5 – Rotinas Uma das principais vantagens do Software DIGIMET Plus 4G é permitir que o usuário desenvolva e crie até cinco (5) ROTINAS EXTRAS, EXTRAS totalmente customizáveis. Estas Novas Rotinas serão livremente nomeadas conforme a necessidade do ensaio, sendo que poderão ser integradas até 6 diferentes Rotinas já existentes. Por exemplo, o usuário poderá criar sua Rotina N° 1, na qual após um simples clique no Botão correspondente irá processar várias Sub-rotinas já estabelecidas, como Volume de Grafita + Grau de Nodularização + Tamanho de Grafita + Nódulos por Milímetro Quadrado, etc.. 3.3.5.a – Criar Nova Rotina Ao clicar em CRIAR NOVA, NOVA o sistema irá abrir a Janela de Desenvolvimento de Rotina, que permite ao usuário definir o Nome da Rotina, Rotina Número de Campos Campos Inspecionados por Ensaio, Imagem Imagem do Botão correspondente, assim como a Composição das das SubSub-rotinas. rotinas

Rotinas Extras

Sub-rotinas

Janela para Criar Nova Rotina 52

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VÍDEO - AULA PARA DESENVOLVIMENTO DE ROTINA

* Para assistir a Vídeo-aula, clique sobre a Imagem em seguida autorize a exibição * Melhor visualização com 100% de ampliação da página

Os Botões

e

permitem a escolha das Sub-rotinas a serem utilizadas

na Nova Rotina desenvolvida.

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Uma vez Desenvolvida a Nova Rotina, o usuário deverá ORGANIZAR a posição desta junto à Tela Principal do Software. O limite de Botões de Rotinas Extras é de cinco (5), sendo estas visualizadas no Campo de Botões de Rotinas Extras. Etapas do procedimento para Organizar as Rotinas Extras: [1] Clicar no Botão Organizar [2] Clicar sobre a Rotina a ser Posicionada na tela Principal A seguir clicar em SALVAR e FECHAR.

Os Botões de Setas Sistema.

permitem o reposicionamento de qualquer Rotina Salva no

Para eliminar (apagar) uma Rotina Extra, deve-se clicar sobre a Rotina desejada e em seguida clicar sobre o Botão Delete

. A seguir, clique em SALVAR e FECHAR.

3.4 – Aumento e Calibração Um dos principais cuidados que o usuário deverá ter, é ter realizado com cuidado os Procedimentos de Calibração de seu Microscópio e Câmera Digital. A seguir, deve-se garantir à especificação do aumento que está utilizando durante as capturas digitais, pois um erro de especificação de aumento compromete os cálculos do software.

Qualquer alteração no sistema ótico do microscópio ou câmera digital, o usuário deverá RECALIBRAR o Software conforme instruções apresentadas a seguir (Item 3.4.1).

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Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


Detalhes dos Comandos de Aumento e Calibração 3.4.1 – Nova Calibração Conforme já mencionado, um dos principais cuidados para a garantia dos resultados da análise quantitativa, é a correta Calibração do Sistema. O Software DIGIMET Plus 4G foi

desenvolvido, levando em consideração a máxima simplicidade no processo de Calibração do Sistema, permitindo que o usuário registre inúmeras calibrações.

Janela de Calibração do Sistema Para realizar uma Calibração, o usuário poderá utilizar uma Imagem de Referência Salva em um Arquivo, bastando clicar em ESCOLHER e a seguir importando a mesma. Deve-se considerar que a Imagem Importada deverá apresentar uma Escala de Referência para ser utilizada no processo de Calibração. O método ideal é o emprego de uma Escala Micrométrica junto ao Microscópio, sendo que para cada Aumento das Objetivas, o usuário deverá Calibrar seu Sistema. Após a Captura da Imagem de Referência, deve-se inserir o Nome da Calibração, por exemplo 100 X; 400 x; Macro 5 X, etc. A seguir, dê um clique sobre a Imagem de Referência e realiza a Medida Conhecida movendo o mouse na distância padrão. A seguir, informe no campo Digite a Medida Conhecida o valor real da distância percorrida pelo mouse na Imagem. Confirme a Calibração clicando em Salvar.

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Dados de Calibração do Sistema 3.4.2 – Excluir Calibração Caso seja necessário excluir uma Calibração registrada, a operação também é muito simples. Clique sobre a Aba Aumento - Excluir Calibração e escolha a Calibração a ser Deletada do Sistema.

Detalhes do Comando Excluir Calibração

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Não é possível excluir uma Calibração em uso.

Janela para Exclusão de Calibração 3.4.3 – Alterar o Aumento Para alterar um Aumento, clique sobre a Aba Aumento – Nome da Calibração [50 X; 100 X] e escolha a Calibração/Aumento a ser utilizado no Sistema.

Alterando o Aumento

Ao clicar sobre o Aumento utilizado, o Sistema estará automaticamente Calibrado. 57

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4 – Botões de Rotinas Pré-programadas O Software DIGIMET Plus 4G foi desenvolvido, objetivando simplificar o processo de

análise de imagem, isto é, metalografia quantitativa. Além dos vários recursos disponíveis através das Abas Superiores, também estão disponíveis oito (8) Botões de Quantificação Pré-programados (detalhe). Respectivamente podem ser realizados os seguintes ensaios quantitativos: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]

Percentual de Fase Grau de Nodularização Contagem de Nódulos por Milímetro Quadrado Volume de Grafita Tamanho de Grafita Tamanho de Grão Medidas Lineares Medição da Microdureza Vickers

Tela Principal do Sistema apresentando os Botões de Rotinas Pré-programadas 58

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5 – Campos de Dados do Software

5.1 – Campo de Quantificação Representa os Dados na ABA Quantificação, Quantificação onde são apresentados os Resultados Quantitativos dos Ensaios. Corresponde a Tela de Resultados da Metalografia Quantitativa.

5.2 – Campo de Informações da Metalografia Representa os Dados na ABA Informações Metalográficas, Metalográficas que mostram todos os dados associados aos Ensaios Quantitativos.

Campos de Resultados

Campos de Informações do Ensaio

Conforme pode ser observado na ABA Informações Metalográficas, existem Campos (Lables) denominados “DISPONÍVE DISPONÍVEL DISPONÍVEL”, estes permitem ser Renomeados. Renomeados Esta Customização é um

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Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


importante recurso do Software, pois permite as diferentes aplicações (inspeção em aços, ferros fundidos, ligas de alumínio ou mesmo cerâmicos, polímeros e compósitos), a adequação dos Títulos dos Campos de Registro dos Dados. Para Renomear um Campo de Preenchimento, deve-se dar um duploduplo-clique sobre a célula em branco e na Janela “Digite o Texto” inserir a nova denominação do mesmo. A seguir clique em “OK” para confirmar a substituição da Lable.

Janela para Renomear uma Lable na Aba de Informações Metalográficas 5.3 – Campo de Imagens Capturadas Capturadas (Trilha de Imagens) Representa o campo de arquivamento temporário das imagens capturadas durante o ensaio metalográfico. Uma vez Capturada a Imagem, basta clicar sobre a metalografia desejada para iniciar o processo de quantificação e edição.

1

2

Detalhes do Campo da Trilha de Capturas

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6 – Relatório

6.1 – Emissão Emissão de Relatório O Software DIGIMET Plus 4G foi desenvolvido, objetivando simplificar o processo de

elaboração e emissão de Relatórios. Para gerar um Relatório após a realização das análises quantitativas, basta clicar no Botão de Comando RELATÓRIO localizado na Barra de Botões de Comando do Sistema (seta). Uma Janela Relatório será exibida contendo vários Campos de Preenchimento. O usuário deverá preencher os Campos desejados, definindo o Filtro de Relatório, que permite incluir no mesmo as Imagens Quantificadas, Gráficos e Informações Metalográficas da Microestrutura Analisada. Para imprimir o Relatório, clique no Botão Relatório Excel na base da Janela.

RESULTADOS DO ENSAIO

DADOS DO RELATÓRIO RELATÓRIO

Tela principal do Software com a Janela de Relatório

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7 – Atalhos de Comando do Sistema

Para simplificar ainda mais a utilização do Software DIGIMET Plus 4G, foram criados vários atalhos de comando que permitem ao usuário executar inúmeras ações de maneira segura e rápida. A seguir, listamos os atalhos e seus respectivos comandos no Sistema. F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7

= = = = = = =

Rotina Rotina Rotina Rotina Rotina Rotina Rotina

de de de de de de de

Percentual de Fase Grau de Nodularização Contagem de Nódulos por Milímetro Quadrado Volume de Grafita Tamanho de Grafita Percentual de Austenita Retida Tamanho de Grão

Ctrl + N = Inicia Novo Ensaio Ctrl + F1 = Alterar a Cor da Fase Ctrl + F4 = Alterar a Cor da Grafita Shift + F2 = Configuração de Captura Shift + Ctrl + F1 = Inverter Cor de Matriz Shift + F4 = Ajuste do Threshold Alt + BkSp = Zoom

8 – Normas de Referência

Para o desenvolvimento dos Algoritmos Matemáticos do Software DIGIMET Plus 4G, foram empregadas várias Normas Internacionais que garantem os processos de cálculo para determinação quantitativa das diferentes microestruturas analisadas. A seguir, listamos as referidas Normas, sendo que a METALAB Análise de Materiais Ltda. mantém corpo técnico em constante pesquisa visando à atualização do sistema conforme os requisitos internacionais para análise quantitativa de imagem. 8.1 – Tamanho de Grão (Grain Size) ASTM E 112 – Standard Test Methods for Determining Average Grain Size ASTM E 1392 – Standard Test Methods for Determining Average Grain Size Using Semi-automatic and Automatic Image Analysis EN / ISO 643 – Steel – Micrographic Determination of the Ferritic or Austenitic Grain Size 8.2 – Tamanho de Grafita (Graphite Size) ASTM A 247 – Standard Test Method for Evaluating the Microstructure of Graphite in Iron Castings ABNT 6593 – Morfologia de Grafia em Ferros Fundidos

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8.3 – Ensaio de Dureza Vickers (Vickers Measurement) ASTM E 384 – Standard Test Method for Microhardness of Materials 8.4 – Percentual de Fase (Volume Phase Fraction) ASTM E 562 – Determining Volume Fraction by Systematic Point Count ASTM E 1245 – Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis

9 – Defeitos de Preparação Metalográfica

Um dos principais problemas na análise metalográfica quantitativa se refere à Preparação da Amostra a ser inspecionada. A correta técnica de preparação do Corpo de Prova assim como o emprego de insumos de qualidade como lixas, panos, agentes de polimento e reagentes, tem um efeito decisivo sobre os resultados obtidos com o emprego de Softwares de Análise de Imagem. Somente no início do Século 20, VILELLA definiu as bases da metalografia, classificado os chamados ARTEFATOS que representam falhas na imagem metalográfica. Tais ARTEFATOS têm um grande efeito sobre os resultados da análise quantitativa digital uma vez que os Softwares não tem recursos para distinguir entre um Arrancamento de uma Fase e uma Porosidade microestrutural. A seguir, apresentamos uma série de ARTEFATOS classificados por Vilella: 9.1 – Arrancamento Arrancamento de Fase Um artefato muito comum é o Arrancamento de Fase que ocorre durante a preparação metalográfica. Representa a retirada de uma Fase na Matriz do Material, deixando em seu lugar um vazio que não é considerado porosidade. Tanto Fases Duras (carbonetos, silício primário) como Fases Macias (Grafita, Sulfeto de Manganês), podem facilmente serem arrancadas durante o processo de corte e lixamento da amostra afetando os resultados da metalografia quantitativa.

Arrancamento de Sulfeto de Manganês

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Arrancamento de Grafita Grosseira

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9.2 – Artefato Externo Um Artefato Externo é representado pela presença de um material estranho a microestrutura da Amostra em estudo, sendo que não faz parte efetiva da matriz do material. Muito comum é a presença de fios de algodão, partículas de poeira, etc. sobre a imagem, dando a impressão de uma Trinca ou Inclusão Não Metálica no material. Para garantir a presença de uma Fase na microestrutura de uma Amostra, em caso de dúvida, deve-se repreparar a mesma sendo que a Fase inicialmente identificada deverá estar na mesma região e com morfologia similar. Caso não se confirme a Fase inicialmente identificada, fica comprovada a presença de Artefato na Amostra.

Fio de Algodão de Secagem 9.3 – Ataque Químico A escolha correta do reagente de ataque e a sua técnica de aplicação são fundamentais para a qualidade da revelação da microestrutura. O contato da superfície da Amostra com o recipiente de ataque resulta em Riscos (marcas claras) que por vezes podem ser confundidos com carbonetos ou até mesmo com austenita retida. A intensidade do ataque também é fundamental para garantir a efetiva revelação da microestrutura e seu contraste na imagem. O contraste da captura é fundamental para a precisão da metalografia quantitativa digital, sendo que o DIGIMET Plus 4G permite a correção digital através de ajustes específicos (Item 3.2.1 – Configurar Qualidade de Vídeo).

Riscos de Contato Superficial 64

Ataque Fraco (pouco contraste) Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


9.4 – Defeito de Borda Na análise próxima a superfície da Amostra, como no caso de inspeção de camadas nitretadas, cementação, cromagem, deposição física, etc., a qualidade da Borda é de fundamental importância. A falta de retenção de borda da resina de embutimento pode resultar na fratura da camada superficial, afetando o controle de sua espessura e microestrutura. O Abaulamento da Borda é outro defeito de preparação que interfere nos resultados da análise quantitativa, uma vez que não fica estabelecida a microestrutura em determinado campo de visualização.

Falha de Retenção de Borda

Falha de Abaulamento de Borda

9.5 – Cometas Cometas representam à presença de Riscos Superficiais ou Deformação junto a Fases precipitadas na microestrutura. Sua presença pode ser interpretada pelo Software como uma Fase existente na Matriz do material, sendo normalmente computado durante a análise quantitativa. Para evitar tais Artefatos, devem-se empregar lixas, agente de polimento e panos adequados, evitando assim os seus aparecimentos na Amostra. A pressão (esforço) sobre a Amostra durante as operações de preparação também tem importante efeito sobre a formação dos Cometas.

Cometas de Lixamento

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Cometas de Polimento

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9.6 – Deformação do Material A pressão adequada durante o lixamento e polimento da Amostra, tem importante efeito sobre a Deformação da Microestrutura. Para materiais macios como ligas de cobre (latão, bronze), ligas de alumínio, ligas de magnésio, ligas de zinco e até mesmo aços baixo carbono (SAE 1005 a 1020), a pressão excessiva durante a preparação do corpo de prova resulta em escoamento plástico do material, podendo “surgir” microestruturas estranhas que não estão realmente presentes na Amostra. Tais Artefatos serão computados durante a análise quantitativa, gerando resultados falsos na metalografia quantitativa.

Deformação de Borda (Latão)

Deformação Interna (aço SAE 1008)

9.7 – Inclusões Não Metálicas Um grave problema na preparação de corpos de prova é a Inclusão de Fases Não Metálicas. A mais comum é a Inclusão de Grãos de Lixa, que uma vez destacadas do costado da lixa poderão ser “impressas” na superfície da Amostra. Estas inclusões têm duas formas de se apresentar no material, podendo estar dispersas na superfície e outra alinhadas conforme os exemplos a seguir. Em casos extremos há ainda a possibilidade de se formar Inclusões a partir dos Discos de Corte, sendo que para confirmar a natureza das Inclusões deve-se realizar uma microanálise química através de EDX. Grãos de Lixa são formados por carboneto de Silício

Grãos de Lixa Dispersas 66

Grãos de Lixa Alinhadas Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


9.8 – Manchas Superficiais A Secagem da Amostra é a etapa final do processo de preparação metalográfica. Dois defeitos típicos poderão ocorrer nesta operação, à primeira associada à Falha de Retenção de Borda, quando os líquidos das etapas anteriores como água, álcool, reagente de ataque penetram por osmose nas frestas de interface, voltando a exudar em função do aquecimento quando da observação da Amostra junto o microscópio (luz quente). Outro mecanismo de aparecimento de Manchas Superficiais está associado à Secagem do Corpo de Prova. Para a correta Secagem, sugere-se o emprego de um Secador com Fluxo de Ar Quente, similar ao secador de cabelos. O emprego de algodão levemente embebido em álcool também é indicado durante a operação de secagem. Importante a ser observado, é que a pureza do álcool utilizado deve ser elevada, não sendo indicado o uso de álcool caseiro. O Nível Alcoólico deve ser superior a 98° Gr, indicando ser um álcool etílico de baixa concentração de umidade (H2O).

Manchas de Exudação

Manchas de Secagem

9.9 – Oxidação Superficial (Filiforme e Pitting) A oxidação superficial da Amostra irá apresentar a formação de Fe2O3 (óxido de ferro) principalmente nas formas de Oxidação Filiforme e Oxidação por Pitte. Em função da morfologia e coloração destes óxidos, o Software sempre irá considerar sua presença, afetando diretamente os resultados da análise quantitativa.

Oxidação Filiforme 67

Pittes de Oxidação Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


9.10 – Planicidade da Amostra A planicidade da Amostra é fundamental para a boa prática da análise quantitativa de imagem. Uma captura contendo áreas desfocadas irá gerar disfunção de contorno de fase prejudicando a definição dos limites da microestrutura inspecionada. Uma vez que este contorno não esteja bem delineado, o Software irá se basear apenas no contraste podendo neste momento realizar cálculos de forma erronia, afetando a precisão da análise quantitativa.

FOCADO

DESFOCADO Defeito da Planicidade 9.11 – Queima de Corte Um dos problemas mais graves na Preparação da Amostra é a alteração da microestrutura por efeito térmico. O corte com Disco Abrasivo é a forma mais comum de criar um Artefato no material. Este fenômeno de “Retêmpera Localizada” é conhecido como “Queima de Corte”, gerando na Amostra ferrosas zonas de microestrutura martensítica que serão computadas durante a análise quantitativa, afetando os resultados finais da inspeção.

Queima de Corte por Abrasão (cut-off) 68

Metalografia Digital Avançada Ed. 2009 / V.1.2


9.12 – Riscos de Lixa Pelo fato dos Softwares de análise quantitativa estarem baseados em contraste de fase, a presença de Riscos de Lixa afeta diretamente os resultados da inspeção, sendo incluídos nos cálculos de Fase Dispersa. Este Defeito de Preparação pode ser facilmente evitado utilizando o correto procedimento de sequência de lixamento, assim como de limpeza da Amostra entre as diversas etapas da elaboração da Amostra. Contaminação do Pano de Polimento com Grãos de Lixa também resultam no Artefato de Risco de Lixa.

Riscos Paralelos

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Riscos em “X”

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