01 Superaquecimento e queima
Quando o metal é aquecido acima do ponto correto ou permanece na temperatura por tempo demais durante o processamento, a estrutura de grão se torna grosseira — isso é o superaquecimento. Se a temperatura chega perto do ponto de fusão ou ultrapassa bastante esse limite, os constituintes de baixo ponto de fusão presentes nos contornos de grão podem se fundir e enfraquecer a estrutura; isso é a queima (superaquecimento com queima).
O superaquecimento se manifesta como superfície rugosa e com cavidades, textura de casca de laranja e grãos grosseiros. A resistência da liga cai pouco, mas a tenacidade ao impacto em temperatura ambiente e a ductilidade sofrem uma perda séria. O material fica frágil, e as fraturas apresentam facetas cristalinas grosseiras. Em alta ampliação, observam-se grãos equiaxiais grosseiros, talvez uma segunda fase grosseira ou estrutura de Widmanstätten. O superaquecimento não é necessariamente uma condição de refugo — às vezes dá para recuperar com nova deformação ou reprocessamento, ou reclassificar o material para aplicações menos exigentes.
A queima é pior: a superfície fica rugosa, os contornos de grão se tornam grosseiros, se retificam e ganham aspecto fibroso, e podem aparecer trincas além de uma película oxidada propensa à fusão. A resistência de coesão cai de forma acentuada. Na microestrutura, encontram-se contornos de grão grosseiros, cavidades de fusão ou glóbulos eutéticos, uma rede de fase líquida e vazios irregulares no encontro de vários grãos. Após laminação ou extrusão, espere trincas nos contornos de grão, trincas de borda em chapas, blooming ou trincas abertas nas extremidades de barras, ou peças que se partem — as regiões trincadas mostram dendritas grosseiras e vestígios de fusão.
Os culpados de sempre: temperatura de aquecimento alta demais, tempo de permanência longo demais ou exposição prolongada perto de uma fonte de alta temperatura. Também terminar a conformação a quente em temperatura alta demais ou permanecer na zona quente. E se a liga tiver elementos de baixo ponto de fusão ou inclusões de baixo ponto de fusão em excesso, o problema está garantido.
02 Trincas e fissuração
(1) Trincas de processamento: vêm de parâmetros de processo inadequados ou defeitos de ferramental. Dividem-se em trincas a quente e trincas a frio — a diferença está na microestrutura ao redor: as trincas a quente não mostram alteração evidente, as trincas a frio mostram deformação intensa. Quanto à morfologia, observam-se trincas longitudinais, transversais, de borda, de boca aberta, espirais, transversais periódicas, de fratura, diagonais a 45° e irregulares. Quanto à localização: localizadas, na cabeça, superficiais, centrais e intergranulares.
Para diagnosticar trincas de processamento, analise tanto o metal em si quanto as condições de processo.
Fatores ligados ao metal: composição da liga e teor de impurezas; defeitos do lingote como cold shuts, cicatrizes e exsudações na superfície, além de rechupes, porosidade, inclusões e segregação internamente — tudo isso aumenta a chance de trincas durante o processamento. Uma estrutura colunar bem desenvolvida com superfície frágil tende a trincar ao longo dos contornos de grão ou do plano de fraqueza. Além disso, se a liga já acumulou trincas, queima, superaquecimento ou distribuição ruim de segunda fase em etapas anteriores — ou apresenta estrutura não uniforme ou microtrincas de transformação de fase — o problema está armado.
(2) Trincas de tratamento térmico
① Se a liga tem tensão residual elevada e a tensão térmica do aquecimento se soma a ela, a carga combinada pode ultrapassar a resistência do metal e causar trincas.
② Durante o aquecimento, se uma segunda fase precipita ao longo dos contornos de grão, isso cria tensão adicional — ou a própria transformação de fase pode causar evidente
03 Inclusões
Inclusões são materiais metálicos ou não metálicos estranhos incrustados na superfície ou na matriz do produto, com interface nítida e propriedades diferentes do metal-base.
Em produtos processados, as inclusões normalmente vêm de partículas metálicas não fundidas no lingote, cristais primários grandes ou metal estranho misturado — ou de compostos metálicos, silicatos e agentes de cobertura.
A classificação e as características são basicamente as mesmas dos produtos fundidos. Em produtos trabalhados, as inclusões geralmente são granulares, alongadas na direção de processamento, com forma e cor distintas e interface nítida. É possível identificá-las ao microscópio metalográfico sem ataque químico.
04 Endentação por Corpo Estranho
Quando partículas metálicas ou não metálicas são pressionadas contra a superfície do produto, isso é endentação por corpo estranho.
Endentações metálicas têm interface nítida com o substrato, contornos bem definidos e brilho metálico diferente. Aparecem como pontos ou blocos e, ao se destacarem, deixam cavidades. Endentações não metálicas variam em forma e cor, são mais frágeis, não têm brilho metálico e se distribuem como pontos, chapas ou tiras ao longo da direção de processamento — são difíceis de remover.
De onde vem o corpo estranho? Carepa de oxidação do aquecimento, lubrificante aderido a matrizes e peças, fragmentos de matriz e material aderido, cavacos de metal, rebarbas e fiapos de bordas trincadas, resíduos e óleo do forno, contaminantes na emulsão de refrigeração e material estranho no passe de laminação ou sobre placas-guia.
05 Bolha
Após processamento ou recozimento, a superfície apresenta saliências em forma de faixa ou bolha ao longo da direção de processamento. Ao serem cortadas, essas saliências revelam uma cavidade, o que é chamado de borbulhamento.
Bolhas normalmente aparecem como faixas lisas e alongadas na direção de processamento. Quando seccionadas, as paredes internas mostram cor metálica brilhante, às vezes com óxidos ou outras inclusões. Costumam se distribuir simetricamente em ambos os lados e são mais pronunciadas em chapas, tiras ou tubos de parede fina mais delgados. As principais causas incluem porosidade do lingote, vazios de contração, controle inadequado da atmosfera do forno durante o recozimento do tarugo, temperatura excessiva do forno, ajuste ruim entre o tarugo de extrusão e o container ou a placa de encosto, lubrificação excessiva da agulha de perfuração, limpeza inadequada do container ou agulhas de perfuração trincadas.
06 Laminação
Aparece uma falha na direção da espessura do produto, que se separa em camadas ao longo da direção de processamento.
A ligação entre as camadas é incompleta, e áreas maiores às vezes contêm óxidos ou impurezas centrais. Isso é frequentemente observado em tiras finas ou após a soldagem de tiras finas. A inspeção de fratura de tubos ou barras também pode revelar delaminação na superfície de fratura.
As principais causas da delaminação são: alvéolos de ar aprisionados, contração ou impurezas centrais no lingote que persistem durante o processamento e formam camadas; distribuição inadequada do grau de redução na laminação a quente de chapas e tiras, com redução excessiva por passe; aquecimento irregular do tarugo, com temperaturas muito altas ou muito baixas; lubrificação excessiva no tarugo de extrusão ou na agulha de perfuração, agulhas de perfuração trincadas ou remoção incompleta da cauda de contração da extrusão, o que leva à delaminação durante o estiramento ou a laminação subsequente.
07 Corrosão
Corrosão é o processo em que a superfície do produto reage química ou eletroquimicamente com o meio ao redor, formando uma película na superfície.
Após a corrosão, a superfície perde o brilho metálico e desenvolve manchas de corrosão de várias cores.
A corrosão se forma quando a superfície do produto não está limpa, deixando água, emulsão ou outros líquidos residuais, ou quando as condições de armazenamento são inadequadas — como clima úmido ou gotas de água em contato com a superfície. Além disso, uma atmosfera corrosiva no ambiente pode desencadear corrosão.
08 Oxidação
Ruptura localizada e levantamento da superfície do produto é chamada de pele sobreposta. O aparecimento de filamentos metálicos semelhantes a agulhas empenados na superfície é conhecido como fios de início.
A pele sobreposta ou os fios de início geralmente se distribuem de forma contínua ou intermitente ao longo da direção de laminação. As áreas afetadas frequentemente contêm carepa de oxidação ou outras impurezas centrais. Em tubos e barras, a pele sobreposta aparece como empenamento semelhante a língua ou escama de peixe ao longo da direção de processamento, podendo se agravar em todo o produto, formando nós e ulcerações. Defeitos em forma de espinho são mais comuns em produtos pós-laminados.
As principais causas da pele sobreposta incluem: defeitos superficiais como trincas ou irregularidades no tarugo; temperaturas de processamento muito altas, causando oxidação superficial, ou etapas anteriores do processo que deixam defeitos latentes; contaminação por emulsão, água ou óleo no container de extrusão ou na agulha de perfuração; e defeitos de ferramental ou danos mecânicos durante o processamento.
As principais causas dos fios de início são: trincas nos cilindros e bordas irregulares do tarugo com depressões irregulares.
09 Rugas
Rugas são depressões onduladas leves e áreas elevadas na superfície do produto, deixando-a irregular.
As rugas geralmente acompanham a direção de laminação ou aparecem na diagonal, como saliências únicas ou múltiplas, de sensação arredondada, cobrindo uma área maior. As principais causas incluem laminação irregular, retidão de curvatura unidirecional, tensão irregular dos cilindros ou luvas, plasticidade baixa ou excentricidade significativa em tarugos para tubos, deformação não uniforme em tubos de parede grossa, deformação excessiva e ajuste inadequado dos cilindros.
10 Superfície com Pites
Uma superfície com pites apresenta pequenas depressões puntiformes que criam uma textura irregular e rugosa. A formação de pites pode ser localizada ou contínua; pites individuais são chamados de alvéolos, e casos graves são denominados alveolado. A formação de pites causada por grão grosseiro é comumente conhecida como casca de laranja. Principais causas: temperatura de recozimento muito alta ou duração muito longa, levando a grão grosseiro; decapagem excessiva; taxa de processamento insuficiente deixando a superfície rugosa; dureza não uniforme da superfície dos cilindros, desgaste excessivo, corrosão ou oxidação das ferramentas de laminação, ou contaminação por metal estranho.
11 Danos Mecânicos
Forças externas causam desalinhamento entre camadas do produto ou entre chapa e folha, resultando em marcas como tiras, feixes, crateras ou sulcos afiados na superfície. Os tipos comuns incluem abrasões, riscos, contusões e marcas de pressão.
13 Composição Irregular, Organização Irregular
Após laminação ou recozimento, diferenças significativas na composição química entre diferentes partes do produto são chamadas de composição irregular. Isso pode causar variações na cor ou nas características de deformação, segregação visível ou zonas de segregação na macroinspeção, diferenças na microestrutura e no desempenho e até mesmo trincas.