Proteção à corrosão e vida em fadiga da liga WE43 em meio salino

• Autor(a) principal: Pereira, Gualter Silva
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-23052022-170247/
• topic: Coatings; Corrosão; Corrosão-fadiga; Corrosion; Corrosion-fatigue; Ligas de Magnésio; Magnesium alloys; Rare earths; Revestimentos; Terras raras

As ligas à base de Magnésio (Mg) são materiais leves promissores para aplicações estruturais, como peças de reposição e montagens na fabricação aeroespacial, estando assim susceptível à corrosão e falha por fadiga. Neste trabalho, o comportamento à corrosão da liga de Mg WE43 (Mg-Y-Nd-Zr) em solução de cloreto de sódio foi avaliada e comparada à resistência do Mg comercialmente puro. Ainda, foram analisados o comportamento eletroquímico e as características morfológicas de um sistema composto pela liga WE43 (substrato) e revestida por uma camada de conversão de cério, um revestimento híbrido Sol-gel e os dois revestimentos aplicados sequencialmente, com objetivo de avaliar a proteção contra corrosão da liga em meio salino. A resistência ao crescimento de trincas por fadiga da liga WE43 considerando os efeitos do ar e do cloreto de sódio foram investigadas para a propagação de trincas nas direções TL e LT. Os resultados da análise microestrutural mostraram a formação das fases α-Mg, Mg41Nd5 e Mg24Y5 dispersas dentro e nos contornos dos grãos. Os testes de imersão permitiram avaliar a taxa de corrosão e os produtos formados nas superfícies expostas por até 168 h. Verificou-se que a taxa de corrosão do WE43 era cerca de 10 a 100 vezes menor em comparação com o Mg comercialmente puro. O início da resistência à corrosão do WE43 foi atribuído à natureza da camada do produto de corrosão e sua integridade na superfície, relacionada à baixa cinética da reação catódica de evolução do gás hidrogênio. As diferentes técnicas de caracterização reforçaram o efeito dos elementos de liga sobre i) a formação de óxidos ricos em Y e Nd, ii) a redução da intensidade da evolução do gás hidrogênio na superfície, e iii) a formação de segundas fases microanódicas que não comprometeram a resistência à corrosão. A cobertura superficial pelo revestimento híbrido foi melhorada com a aplicação prévia do revestimento de conversão, provavelmente devido à redução da atividade superficial durante a aplicação Sol-gel. O ajuste dos diagramas de impedância com circuitos elétricos equivalentes permitiu propor um modelo físico para o revestimento, evidenciando sua interação com a camada porosa de óxido/hidróxido de Mg. Os resultados de fadiga mostraram comportamento semelhante em ambas as direções; no entanto, as taxas de propagação de trinca por fadiga foram maiores no ambiente de cloreto de sódio do que no ar, o que foi atribuído à fragilização por hidrogênio e dissolução anódica na ponta da trinca. Além disso, a análise fractografica mostrou trincas intergranulares e transgranulares. Assim, este estudo contribui para a perspectiva de utilização de ligas como WE43 para aplicações onde ligas fortes e leves com atrativas resistências à corrosão em um ambiente rico em cloreto são requeridas.