CORROSÃO DE LIGAS DE ALUMÍNIO EM MEIO SALINO

Conceição A.M. Dutra (PG), Eduardo N. Codaro (PQ) e Roberto Z. Nakazato (PQ)

Grupo de Eletroquímica e Corrosão, Fac. de Engenharia de Guaratinguetá - UNESP

Av. Dr. Ariberto Pereira da Cunha 333, CEP 12500-000, Guaratinguetá, SP.- Brasil

palavras-chave: ligas de alumínio, materiais aeronáuticos, corrosão salina

INTRODUÇÃO

O alumínio apresenta elevada resistência à corrosão atmosférica devido à formação espontânea de um filme de óxidos e/ou hidróxido que protege a superfície do metal. A natureza exata deste filme ainda é discutível, sendo este destruído em soluções fortemente ácidas ou alcalinas e em presença de haletos. O principal consumidor deste metal é a indústria aeronáutica e aeroespacial, no entanto não é usado puro devido à diminuição da resistência mecânica a altas temperaturas, comumente existentes no transporte aéreo. As ligas mais usadas para este propósito são as das séries 2XXX e 7XXX, onde os níveis de resistência mecânica máxima são obtidos por solubilização e envelhecimento. As ligas Al(2024) e Al(7050) apresentam maior dureza e resistência à tração que o alumínio, porém menor resistência à corrosão localizada quando são expostas a atmosferas marítimas ou poluídas. As pesquisas desenvolvidas atualmente sobre o controle da corrosão estão voltadas ao pré-tratamento superficial, anodização e inibição por compostos mais baratos e menos tóxicos para o meio ambiente, no entanto a maioria dos resultados ficam cativos nas industrias ou estão patenteados [1,2]. O objetivo deste trabalho foi estudar a resistência à corrosão dessas ligas sem e com revestimentos em meio salino.

MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais Al(2024) e Al(7050), foram recebidos em forma de placas, fornecidos pela EMBRAER S.A. Suas composições químicas estão de acordo com as especificações das normas americanas SAE-AMS QQ-A-250/4E e 4050E/1992, respectivamente. Metade das ligas foram submetidas a recozimento pleno com o objetivo de obter o máximo de amolecimento. Posteriormente todas foram polidas com lixa de granulação 600 até 1200 mesh. Finalizando o acabamento superficial com suspensão comercial de alúmina 0,05 mm. Antes de cada ensaio, as ligas foram imersas em acetona num dispositivo de ultra-som durante 5 min. Algumas ligas sem tratamento foram atacadas durante 3 min. com desoxidante DESOXIDIZER N^o6 e revestidas por imersão com tinta anticorrosiva ALODINE 1200. De modo geral os ensaios de corrosão foram realizados seguindo normas técnicas: a) em condições hidrodinâmicas aceleradas: Salt Spray (ASTM B 117-95); b) em condições estáticas de imersão: perda de massa (ASTM G 31-72) e acompanhamento da deterioração superficial através de medidas de dureza Rockwell A (ASTM E 18-97a).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os ensaios sobre as ligas de alumínio (2024) e (7050) como recebidas e recozidas se realizaram de forma comparativa e seqüencial. As ligas sem revestimento submetidas ao ensaio de Salt Spray durante 48 h não passaram o teste, enquanto as ligas revestidas com anticorrosivo não apresentaram ataque.

Estas ligas também foram imersas em NaCl 5%(m/m) e a variação de massa foi estudada com o tempo. As medidas sugerem que o revestimento anticorrosivo é dissolvido progressivamente durante os primeiros 100 dias permitindo o crescimento de produtos de corrosão sobre a superfície seminua. Medidas mais significativas foram obtidas sobre as ligas sem revestimentos, as quais formaram um filme aderente com os produtos de corrosão insolúveis no meio salino. Os resultados foram interpretados como: a estabilização de um filme sobre as ligas originais e o crescimento contínuo de outro filme, provavelmente mais poroso, sobre as ligas recozidas. Considerando que se trata da cinética de uma reação heterogênea, o tratamento térmico parece aumentar o número de sítios ativos do substrato.

Os pH das soluções nestes casos aumentou duas unidades, sendo o pH final »7,9. Em termos gerais a dissolução de um metal é mais fácil em meio ácido, como apresenta inicialmente a solução. Os produtos de corrosão podem estar formados por Al(OH)₃ [Kps»10^-33], Cu(OH)₂ [Kps»10^-19], Zn(OH)₂ [Kps»10^-17] e Mg(OH)₂ [Kps»10^-11], todas bases fracas que por dissociação provocam aumento do pH. A dissociação da base menos fraca diminui a solubilidade dos outros hidróxidos por efeito do íon comum. Através de dados termodinâmicos é possível demostrar que o magnésio é um dos elementos menos nobres que conténs essas ligas, portanto, susceptível a dissolução. A quantidade de Mg nas ligas Al(2024) e Al(7050) é 1,3% e 2,0%, respectivamente. As análises por Absorção Atômica feitos nas soluções após os ensaios, revelaram somente a existência deste elemento. Aproximadamente 1% do conteúdo de Mg nas ligas é dissolvido durante os cinco meses de imersão.

Ensaios de dureza Rockwell A constituíram um bom critério para avaliar o deterioração superficial. Na tabela 1 pode observar-se a perda de dureza provocada pelo recozimento e pela corrosão, sendo a primeira mais acentuada que a segunda. A perda de dureza devida à corrosão foi mínima em Al(7050) em seu estado original e máxima em seu estado recozido. Do ponto de vista macroscópico, o recozimento pleno parece não ter beneficio sobre a resistência à corrosão no meio estudado.

Tabela 1: Medidas de dureza Rockwell nas ligas antes e após 5 meses de imersão

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] R.L. Twite and G.P. Bierwagen, Progress in Organic Coatings, 33, 91 (1998).

[2] G.E. Thompson, H. Habazaki, K. Shimizu, M. Sakairi, P. Skeldon, X. Zhou and G.C. Wood, Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 71, 228 (1999).

FAPESP