Metalografia quantitativa de ligas de Al-Si hipoeutéticas por análise de imagens digitais

Abstract

A metalografia quantitativa vem sendo beneficiada pelas técnicas de processamento digital de imagens, no que se refere a medições como fração volumétrica de fases, tamanho de grãos, espaçamento interdendrítico, entre outros, devido a um considerável aumento na confiabilidade estatística dos resultados e na velocidade de análise. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver e criar as rotinas para facilitar e agilizar a análise metalográfica quantitativa de forma automatizada para as análises de percentual de silício presente em uma liga Al-Si, para análise de percentuais de porosidades e medição do diâmetro médio dos poros e para o cálculo do espaçamento interdendrítico. Assim como, comparar os resultados obtidos de forma computacional com os resultados obtidos pela forma convencional, análise química e literatura. Para tais análises, utilizou-se o programa Omnimet, desenvolvido pela empresa Buehler Ltd, com o auxílio de um microscópio ótico para captura e digitalização das micrografias dos corpos de provas. As amostras foram vazadas, em moldes do tipo casca cerâmica, a uma baixa taxa de resfriamento durante a solidificação. Foram avaliadas duas ligas: Liga 1 consiste em uma liga Al-7Si e a liga 2 é uma liga A356. Após elaboração das rotinas de análises, ambas foram executadas em três regiões diferentes das amostras, utilizando amostras com e sem ataque químico. Comparando-se os resultados obtidos através do programa com os outros métodos de análises, encontrou-se resultados semelhantes para as três análises realizadas. Além disto, o programa obteve estes resultados mais rápidos e, em alguns casos, de forma mais precisa que os métodos convencionais. Sendo assim, com este estudo, ficou evidente que a análise de imagens digitais favorece as análises metalográficas quantitativas, sendo capaz de obter resultados tão quanto confiáveis em relação aos métodos já utilizados, podendo ser empregado futuramente para outras análises de forma ágil e simples.

Quantitative metallography has been beneficiated by digital image processing techniques, in relation to the measurement such as the volumetric fraction of phases, grain size, interdendritic spacing, among others, due to a significant increase in the statistical reliability of the results and speed analysis. This work aims to develop and create routines to facilitate and expedite quantitative metallographic analysis in an automated way to the silicon percentage analysis present in an Al-Si alloy, for porosity percentage analysis and measurement of the average pore diameter and to calculate the dendritic arm spacing. So as to compare the computational results got with the results obtained by conventional form, chemical analysis and literature. For these analyzes, it was used the Omnimet program developed by Buehler Ltd., with the assistance of an optical microscope to capture and digitizing the micrographs of the samples. Specimens were cast in molds of ceramic shell type, at a low cooling rate during solidification. Two leagues were evaluated: first one consists of an Al-7Si alloy, and the second one is an A356 alloy. After creation of routines, both were carried out in three different regions of the samples, using samples with and without chemical attack. Comparing the results obtained through the program with other methods of analysis, we found similar results for the three methods. Furthermore, the program obtained these results faster and in some cases more accurately than conventional methods. Therefore, this study revealed that the digital image analysis support quantitative metallographic analysis, being able to get results as reliable as compared to methods already employed and can be used in the future for further analysis in a quick and simple way.