Estudo da corrosão da liga AA2024-T3 anodizada em TSA e protegida com íons Ce e por revestimento híbrido sol-gel

Resumo

A liga de Al 2024-T3 (AA2024) é bastante utilizada na indústria aeroespacial por sua baixa densidade e boa resistência mecânica, esta última propriedade resultante da adição de elementos de liga e de tratamentos termomecâmicos que tornam a microestrutura complexa propiciando a melhoria das propriedades mecânicas. Entretanto, a presença de constituintes microestruturais com composições diferentes da matriz gera células eletroquímicas locais, o que torna estas ligas bastante suscetíveis à corrosão localizada. Para evitar danos de corrosão que venham a comprometer sua funcionalidade estas ligas são protegidas por um sistema complexo visando dificultar a chegada de espécies agressivas à superfície do metal e que poderiam desencadear o processo corrosivo. Uma das maneiras de aumentar a resistência à corrosão do Al e de suas ligas é por meio de anodização, que consiste no espessamento forçado da camada de óxido protetora naturalmente presente na superfície do Al. Na indústria aeronáutica, por mais de 60 anos, este procedimento tem sido realizado em banhos ácidos contendo íons cromato. Para atender aos elevados requisitos de segurança das aeronaves, a camada anodizada é então tratada com Alodine, e protegida com um primer e um topcoat, os dois primeiros procedimentos também contêm compostos à base de cromato. Embora ainda padrão na indústria aeronáutica, etapas de tratamentos de superfície contendo íons cromato devem ser banidas de uso industrial devido às características cancerígenas e poluentes destes íons. Deste modo, na literatura científica sobre tratamentos de superfície para aumento da resistência à corrosão existe um grande número de trabalhos onde o foco é a substituição de tratamentos à base de íons cromato por outros mais ambientalmente amigáveis.Este projeto visa investigar o efeito de etapas de pós-tratamento sem íons cromato sobre a resistência à corrosão da liga AA2024 anodizada em banho de ácido tartárico-sulfúrico (Tartaric-Sulfuric Anodizing-TSA). Este procedimento tem sido considerado como uma alternativa ambientalmente amigável às camadas anodizadas em banho de cromato e já é empregado pela Airbus em alguns de seus processos. Para isto, após o processo de anodização, o substrato será submetido a uma das seguintes etapas de pós-tratamento: proteção com revestimento híbrido sol-gel sem e com modificantes, pós-tratamento em solução contendo íons Ce, pós-tratamento em banho contendo íons Ce seguido de proteção com revestimento híbrido sol-gel.A finalidade da etapa de pós-tratamento com íons Ce, bem como da adição de modificantes ao híbrido sol-gel é conferir ao sistema propriedades de autorregeneração. Além do mais, o tratamento com íons Ce não deve fechar os poros da camada anodizada. Por sua vez a aplicação do híbrido sol-gel visa também aumentar a interação entre o revestimento (primer e topcoat) e a camada anodizada, além de prover uma barreira adicional à penetração de espécies agressivas aumentando o desempenho do sistema de proteção. A resistência à corrosão dos diferentes sistemas será avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e testes de névoa salina de acordo com a norma ASTM B117, e as propriedades de autorreparação por espectroscopia de impedância eletroquímica local (LEIS) e pela técnica do eletrodo vibratório de varredura (SVET). A caracterização microestrutural será realizada por SEM-EDS, espectroscopia de retrodispersão de Rutherford (RBS) e AFM.Com os resultados deste projeto espera-se desenvolver um sistema de proteção de elevado desempenho e completamente livre de íons cromato, atendendo tanto aos elevados padrões de segurança da indústria aeroespacial como aos anseios de uso de tecnologias mais limpas e ambientalmente amigáveis da sociedade moderna. (AU)