Influência da adição de cério na resistência à corrosão e efeito de memória de forma em ligas Fe-Mn-Si-Cr-Ni-(Ce)
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Data de Publicação: | 2020 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13458 |
Resumo: | The interest in scientific and technological development of Fe-Mn-Si-Cr-Ni shape memory alloys is increasing in the last years. The improvement of key properties of theses alloys should enable its use in different applications, such as prestressing concrete structures in civil engineering area. In this context, the present work assesses the cerium (Ce) addition to determine its possible benefits in enhancing both corrosion protection in alkaline media and shape memory effect (SME). The studied experimental alloys were subjected to 0.18%, 0.42% and 0.96% (wt%) of Ce addition, and results were compared to a standard Ce-free alloy. The characterization of such alloys reveals that Ce addition is responsible for a grain size reduction as well as the increase and morphological change in second phase particles. The discussion of the results correlates these microstructural modifications with electrochemical results and SME. Regarding corrosion properties, all samples presented similar passive behaviors in simulated pore solution in absence of chloride ions. When Cl- was added, the sample with 0.18% was the only one to maintain its passivity while other samples showed a major increase in passive corrosion density, indicating a worse stability of the passive film. Pit potential and EIS results showed that the addition of 0.18% of Ce was sufficient to enhance corrosion protection by both changing MnS inclusion morphology and increasing the surface film corrosion protection properties, although it was not high enough to promote oxide, sulfides and intermetallic particles that increases localized corrosion appearance. In terms of shape recovery ratio, an increase in samples with 0.18% and 0.42% of Ce was observed, although there was a reduction in sample with 0.96%. The reduction might be explained by the inhomogeneous microstructure due to the formation of coarse inclusion particles. Finally, the sample with 0.42% presented the best SME results. |
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In this context, the present work assesses the cerium (Ce) addition to determine its possible benefits in enhancing both corrosion protection in alkaline media and shape memory effect (SME). The studied experimental alloys were subjected to 0.18%, 0.42% and 0.96% (wt%) of Ce addition, and results were compared to a standard Ce-free alloy. The characterization of such alloys reveals that Ce addition is responsible for a grain size reduction as well as the increase and morphological change in second phase particles. The discussion of the results correlates these microstructural modifications with electrochemical results and SME. Regarding corrosion properties, all samples presented similar passive behaviors in simulated pore solution in absence of chloride ions. When Cl- was added, the sample with 0.18% was the only one to maintain its passivity while other samples showed a major increase in passive corrosion density, indicating a worse stability of the passive film. Pit potential and EIS results showed that the addition of 0.18% of Ce was sufficient to enhance corrosion protection by both changing MnS inclusion morphology and increasing the surface film corrosion protection properties, although it was not high enough to promote oxide, sulfides and intermetallic particles that increases localized corrosion appearance. In terms of shape recovery ratio, an increase in samples with 0.18% and 0.42% of Ce was observed, although there was a reduction in sample with 0.96%. The reduction might be explained by the inhomogeneous microstructure due to the formation of coarse inclusion particles. Finally, the sample with 0.42% presented the best SME results.As ligas Fe-Mn-Si-Cr-Ni vêm ganhando espaço nos trabalhos de desenvolvimento tecnológico e científico das ligas metálicas com efeito de memória de forma (EMF). A melhoria nas propriedades destas ligas possibilita a utilização de “materiais inteligentes” em novos setores, gerando benefícios para a sociedade. Na engenharia civil, a aplicação destas ligas na protensão de estruturas de concreto aparece como uma oportunidade promissora. Neste contexto, o presente trabalho investiga a adição de cério (Ce) para determinar possíveis benefícios tanto em termos de proteção à corrosão em meio alcalino, quanto no aumento do EMF. As ligas estudadas tiveram adição de 0,18%, 0,42% e 0,96% em peso de Ce e foram comparadas à uma liga padrão sem a adição deste elemento. A caracterização das ligas mostra que o efeito do Ce na microestrutura se dá principalmente pela redução do tamanho de grão e pelo aumento na quantidade e alteração morfológica de partículas de segunda fase. A discussão do trabalho correlaciona as diferenças microestruturais com os resultados eletroquímicos e de EMF. No campo da corrosão, as amostras apresentaram comportamentos passivos análogos em solução de poro sem a presença de cloretos, já quando estes íons foram adicionados, a liga com 0,18% manteve a passividade. As outras amostras apresentaram aumento no valor da corrente de passivação. O potencial de pite e os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) mostram que a adição de 0,18% de Ce mostrou-se suficiente para o aumento da proteção à corrosão, porém insuficiente para a formação de óxidos, sulfetos e intermetálicos que degradam a proteção à corrosão localizada. Em relação à fração de recuperação de forma, houve um aumento em 0,18% e 0,42% com posterior redução em 0,96%. Esta redução é explicada pela formação de partículas de inclusão grosseiras tornando a microestrutura heterogênea e a amostra com 0,42% apresentou o melhor resultado.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CNPq: 140233/2015-6CAPES: Código de Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLigas inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-NiEfeito de memória de formaTerras-rarasPolarização potenciodinâmicaEspectroscopia de impedância eletroquímicaStainless Fe-Mn-Si-Cr-Ni alloysShape memory effectRare-earth elementsPotentiodynamic polarizationElectrochemical impedance spectroscopyENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAInfluência da adição de cério na resistência à corrosão e efeito de memória de forma em ligas Fe-Mn-Si-Cr-Ni-(Ce)Influence of cerium addition on the corrosion resistance and shape memory effect in Fe-Mn-Si-Cr-Ni-(Ce) alloysinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006002cc4ca88-92ef-478a-92f4-50573b538f46reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALLuís Felipe Sverzut Baroni - Tese.pdfLuís Felipe Sverzut Baroni - Tese.pdfTeseapplication/pdf6810398https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/1/Lu%c3%ads%20Felipe%20Sverzut%20Baroni%20-%20Tese.pdfacbd9437a7c339b3d5db15a3138e48deMD51BCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfCarta comprovanteapplication/pdf329307https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdfce2b8ac3fe45a9289c0d73b685d25dedMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTLuís Felipe Sverzut Baroni - Tese.pdf.txtLuís Felipe Sverzut Baroni - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain215355https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/4/Lu%c3%ads%20Felipe%20Sverzut%20Baroni%20-%20Tese.pdf.txt904983d7d2644d30055f7b1e3d4d0a8dMD54BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1540https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txtf258b54e344de44efdc510cf14c88c1dMD56THUMBNAILLuís Felipe Sverzut Baroni - Tese.pdf.jpgLuís Felipe Sverzut Baroni - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6435https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/5/Lu%c3%ads%20Felipe%20Sverzut%20Baroni%20-%20Tese.pdf.jpgd5fd6b9decce6ff78a1f84bd28aed9d8MD55BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10817https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13458/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpgda68545f5b75b8186fb1a7167194c1adMD57ufscar/134582023-09-18 18:32:03.909oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13458Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:03Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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