Investigação dos mecanismos de corrosão do magnésio puro e o efeito da soldagem por fricção e mistura (FSW) na resistência à corrosão da liga de alumínio 2524-T3

Autor(es)

Maurilio Pereira Gomes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/BT)
• Data de defesa: 2021-11-26

Membros da banca

Isolda Costa; Oscar Rosa Mattos; Hercilio Gomes de Melo; Nadine Brigitte Pébère; Mireille Turmine; Vincent Vivier

• Orientador: Isolda Costa

Resumo

A soldagem por fricção e mistura (FSW) é um processo que tem se demonstrado bastante eficiente quando o intuito é unir ligas de alumínio de alta resistência, por exemplo AA2524-T3. Isto é justificado pelo fato da soldagem das ligas de alumínio pela técnica FSW permitir (i) a redução do peso das aeronaves por meio da eliminação de rebites usualmente utilizados e (ii) a utilização de diferentes ligas de alumínio que possuem baixa densidade específica e alta resistência mecânica. Porém, mesmo a FSW possibilitando a junção de partes metálicas sem a sua efetiva fusão, teoricamente resultando na obtenção de um cordão de solda isento de defeitos, o calor resultante do atrito da ferramenta de soldagem causa mudanças microestruturais significativas. Isso, por sua vez, resulta em variações nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão na região soldada. Foi avaliada a influência do processo de soldagem FSW na resistência à corrosão da liga de alumínio 2524-T3 soldada. Foram utilizadas diferentes técnicas, tais como: microscopia óptica e eletrônica de varredura; medidas de potencial de circuito aberto e espectroscopia de impedância eletroquímica; e testes de corrosão: ágar-ágar, corrosão intergranular, e corrosão por esfoliação. Foi comprovado por diferentes técnicas que a interface da zona termomecanicamente/termicamente afetada do lado do retrocesso foi a que apresentou maior susceptibilidade à corrosão entre todas as zonas investigadas. Um estudo paralelo foi desenvolvido em relação aos mecanismos de corrosão do magnésio puro. Esse tem sido objeto de uma grande quantidade de estudos e, apesar de sua ubiquidade e histórico, ainda é controverso. Isso se deve principalmente à presença do efeito de diferença negativa (do inglês negative difference effect, NDE), que resulta no aumento da formação de hidrogênio quando o magnésio é polarizado no domínio anódico. Foi realizada uma análise detalhada dos espectros de impedância eletroquímica obtidos para o eletrodo de Mg durante imersão em solução de sulfato de sódio. Foi proposto um modelo que levou em consideração a presença de: (i) um filme fino de óxido de magnésio (MgO) que cobriu progressivamente a superfície do eletrodo de Mg, (ii) áreas livres de filme de óxido onde ocorre a dissolução do Mg em duas etapas consecutivas, (iii) uma camada espessa de produto de corrosão (Mg(OH)2), (iv) um intermediário adsorvido Mg<span id=\"supsub\">+ads que é responsável pela reação química que permite a explicação do NDE. Das análises dos dados de impedância, vários parâmetros foram extraídos, como a espessura do filme de óxido fino, resistividade na interface metal/óxido e na interface óxido/eletrólito, área de superfície ativa em função do tempo de exposição à solução, espessura da camada espessa de Mg(OH)2 e constantes cinéticas das reações eletroquímicas. (AU)

• Processo FAPESP: 19/02182-5 - Investigação dos mecanismos de corrosão e do efeito da soldagem por fricção e mistura (FSW) na resistência à corrosão em ligas leves (Al e Mg) para uso na indústria aeronáutica
• Beneficiário: Maurilio Pereira Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado