Uso da espectroscopia de impedância local (LEIS) para estudo da corrosão de ligas de alumínio de elevada resistência mecânica soldadas por FSW

• Processo: 16/20572-7
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2017
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Hercílio Gomes de Melo
• Beneficiário: Fernanda Martins Queiroz
• Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/13235-6 - Estudo da corrosão localizada e caracterização da resistência à corrosão associada à fadiga na região de solda em ligas de alumínio de elevada resistência soldadas por fricção (FSW), AP.TEM
• Assunto(s): Técnicas eletroquímicas Lei Corrosão

Resumo

As ligas de alumínio de alta resistência são amplamente utilizadas na indústria aeronáutica, em função de sua excelente relação resistência-peso que afeta diretamente o consumo de combustível e necessidade de manutenção das aeronaves. Assim, o processo Friction Stir Welding (FSW) surge como um grande avanço, por permitir a eliminação dos rebites, elementos de fixação e áreas sobrepostas nas junções das chapas, reduzindo o peso. No entanto, durante o processo de soldagem, ocorre deformação plástica e geração de calor na região da solda e áreas circunvizinhas. Criam-se, assim, algumas regiões definidas como ZM (zona misturada), ZTMA (zona termomecanicamente afetada) e ZTA (zona termicamente afetada) com características microestruturais diferentes entre si e das do metal base. A criação destas regiões afeta tanto as propriedades mecânicas dos materiais como podem conduzir a fenômenos de corrosão localizada, com possibilidade de ocorrência de corrosão galvânica, em virtude das alterações na microestrutura, como refinamento e recristalização, alterações nos contornos de grãos, dissolução e precipitação de precipitados de endurecimento e dispersóides. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica Localizada (LEIS) vem de encontro às necessidades de compreensão dos processos que governam a corrosão destas ligas soldadas. Sabe-se que os principais responsáveis pelos fenômenos de corrosão localizada das ligas de alumínio são os intermetálicos (IMs) que, por sua vez, estão muito abaixo das dimensões das sondas de LEIS produzidas, tanto comercialmente quanto em laboratório, que permitem apenas diferenciar a atividade entre regiões com ordem de grandeza de dezenas de micrometros. Assim, para esses estudos, uma saída é a utilização de eletrodos modelos que representem o par galvânico que se deseja estudar. No que se refere ao estudo das ligas de alumínio, eletrodos modelos foram utilizados pelos grupos de pesquisa do LISE (Paris), do Cirimat (Toulouse) e do LEC (Brasil), onde metais puros foram utilizados em sua construção para obtenção de dados experimentais e/ou de simulação, com destaque para o cálculo de distribuição de corrente e de potencial sobre os metais do par. A partir destes estudos foi possível avaliar o comportamento de corrosão de IMs ricos em Cu e simular o efeito da presença de IMs de Al-Cu-Mg, na liga AA2024, com o emprego de eletrodos modelos de Al/Cu e Al/Mg, respectivamente. Os resultados destes estudos levaram a observação de alcalinização das interfaces entre os diferentes metais e proposição de mecanismos de corrosão em concordância com as simulações. Poucos estudos envolvendo LEIS estão disponíveis na literatura, para ligas soldadas por FSW, e os resultados destes indicam a resposta de um acoplamento galvânico entre as diferentes regiões do material. No caso da FSW, as regiões criadas durante o processo são da ordem de mm2 o que permite que sondas de equipamentos comerciais de LEIS sejam sensíveis aos processos corrosivos, incluindo a detecção de existência de efeitos galvânicos entre as diferentes regiões. Tendo em vista o exposto, e escassez de trabalhos sobre o tema, este projeto de pós-doutoramento propõe avaliar por LEIS o comportamento de corrosão das diferentes regiões geradas pela soldagem por FSW, inicialmente para a liga 2024-T3, por meio de um sistema comercial. Uma detalhada observação da microestrutura, obtida da junta soldada, será o suporte para compreensão dos mecanismos envolvidos nos processos de corrosão. A partir destes dados, poderão ser propostos eletrodos modelos, com pares galvânicos representativos da microestrutura de uma junta similar de AA2024-T3. A interação do grupo de pesquisa local com o grupo do LISE - Paris e do Cirimat - Toulouse, permitirá a discussão e troca de informações sobre os resultados e a técnica. Além da obtenção de resultados referentes ao projeto, pretende-se dar apoio aos demais componentes do grupo de pesquisa para emprego da LEIS. (AU)