Mini-Projecto · Boletim de ensaio metalográfico de uma peça fundida
Contexto
A Fundição Vale d'Arco, uma pequena fundição de peças de ferro fundido nodular para componentes industriais, recebeu uma reclamação de um cliente: peças do lote FV-2026-114 partiram em serviço abaixo da carga esperada. A empresa contratou o teu laboratório para investigar, através de análise metalográfica, se a microestrutura das peças cumpre a especificação contratada (mínimo de 80% de nódulos esferoidais em matriz ferrítica).
Trabalhas individualmente ou a pares, seguindo o fluxo completo de um laboratório de metalografia: amostragem, preparação da amostra, ataque químico, microscopia, classificação, quantificação e emissão de um boletim de ensaio final com conclusão de conformidade.
Requisitos
Funcionais
- Plano de amostragem documentado, com identificação da zona crítica escolhida e justificação.
- Procedimento de corte e montagem descrito, com o cuidado de refrigeração e margem registado.
- Sequência de desbaste e polimento documentada (granulometrias, panos e suspensões usados).
- Reagente de ataque escolhido e justificado para a liga em análise (ferro fundido).
- No mínimo 3 fotomicrografias, com ampliação, escala e identificação da amostra em cada uma.
- Classificação da microestrutura (forma da grafite + tipo de matriz).
- Quantificação da percentagem de nódulos esferoidais, com o método usado.
- Boletim de ensaio completo, com as quatro secções obrigatórias e conclusão de conformidade.
Não-funcionais
- Registo de rastreabilidade (identificação única da amostra, data, operador) em todos os documentos.
- Equipamento de proteção individual identificado para cada etapa com risco químico.
- Destino do resíduo químico do ataque documentado.
- Linguagem técnica, rigorosa e sem ambiguidade, própria de um documento auditável.
Fases
Fase 1 · Plano de amostragem (2h) Analisar o desenho da peça reclamada, identificar a zona crítica (último ponto a solidificar) e documentar o plano de amostragem com identificação única da amostra.
Fase 2 · Corte e montagem (3h) Cortar a amostra com refrigeração adequada e margem suficiente; decidir e justificar o tipo de montagem (a quente ou a frio).
Fase 3 · Desbaste e polimento (5h) Executar a sequência completa de desbaste (granulometrias crescentes, rotação a 90°) e polimento (suspensões de diamante ou alumina) até obter uma superfície tipo espelho.
Fase 4 · Ataque químico (2h) Escolher e justificar o reagente adequado ao ferro fundido, aplicar em incrementos curtos e confirmar o contraste obtido ao microscópio.
Fase 5 · Microscopia e captura de imagem (5h) Observar a amostra a várias ampliações, localizar zonas representativas e capturar no mínimo 3 fotomicrografias com escala e identificação.
Fase 6 · Classificação e quantificação (5h) Classificar a forma da grafite e o tipo de matriz; quantificar a percentagem de nódulos esferoidais com o método escolhido (contagem de pontos ou software de análise de imagem).
Fase 7 · Boletim de ensaio e apresentação (3h) Redigir o boletim de ensaio completo, com conclusão de conformidade fundamentada, e apresentar os resultados e a decisão à turma.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Plano de amostragem e rastreabilidade | 10% |
| Corte, montagem, desbaste e polimento | 20% |
| Ataque químico adequado e justificado | 15% |
| Fotomicrografias (qualidade, escala, representatividade) | 15% |
| Classificação e quantificação da microestrutura | 20% |
| Boletim de ensaio (estrutura, rigor, conclusão) | 15% |
| Segurança e gestão de resíduos | 5% |
Erros comuns
- Amostrar num ponto "fácil" da peça em vez da zona crítica de maior risco.
- Cortar sem refrigeração suficiente, alterando a microestrutura pelo calor.
- Saltar granulometrias no desbaste, deixando riscos visíveis no polimento.
- Usar um reagente errado para a liga (por exemplo, um reagente de aço inoxidável num ferro fundido comum).
- Fotografar só a zona mais "limpa" da amostra, escondendo o defeito real.
- Classificar o ferro fundido só pela forma da grafite, sem indicar a matriz.
- Concluir "aprovado" ou "não conforme" no boletim sem indicar a especificação usada como referência.
- Manusear o reagente de ataque sem equipamento de proteção individual.
Bónus (opcional)
- Comparar a amostra reclamada com uma amostra de um lote anterior sem reclamações, do mesmo desenho de peça.
- Propor, com base no resultado, uma hipótese sobre o que correu mal no tratamento de nodularização da corrida de fusão.
- Investigar e apresentar a norma internacional de referência para classificação de nodularidade em ferro fundido.
- Calcular o tamanho de grão da matriz pelo método de interseção e comparar com uma peça de referência conforme.
Reflexão
No relatório final, responde: porque é que uma peça pode parecer perfeita por fora e ainda assim ser reprovada num boletim de ensaio metalográfico? E explica duas decisões concretas que tomaste durante o projeto (por exemplo, escolha da zona de amostragem, do reagente ou do método de quantificação) que teriam mudado o resultado final se tivessem sido feitas de outra forma.