ESTUDO DA PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO DA LIGA AA2024-T3 POR TRATAMENTOS HIDROTÉRMICOS EM SOLUÇÕES COM ÍONS CE (III) OU POLIETILENO GLICOL

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1 ESTUDO DA PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO DA LIGA AA2024-T3 POR TRATAMENTOS HIDROTÉRMICOS EM SOLUÇÕES COM ÍONS CE (III) OU POLIETILENO GLICOL Vitor Inoue Kurusu* Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares Av. Prof. Lineu Prestes São Paulo SP Brazil Wagner Izaltino A. dos Santos Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares; Maysa Terada Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares Vera Rosa Capelossi* Universidade Estadual de Santa Cruz; Isolda Costa Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares. RESUMO As ligas de alumínio da série 2xxx são o principal material utilizado na indústria aeronáutica. Porém, devido à presença de intermetálicos, essas ligas estão sujeitas à corrosão localizada. Em consequência disso, as ligas de Al passam por processos como o cladeamento e a anodização a fim de melhorar sua resistência à corrosão. Na anodização, comumente é utilizado íons de Crômo (VI) que são danosos ao ambiente, além de serem cancerígenos. Neste trabalho foi proposto o estudo da anodização ácida sulfúrico-tartárica seguida da selagem hidrotérmica com íons Cério(III) e/ou Polietileno Glicol para a liga de alumínio AA2024-T3. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apresentaram uma camada fina com a formação de poros em rede, e a selagem parcial desses poros. Os ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) mostraram aumento considerável da resistência à corrosão após a anodização. INTRODUÇÃO Na indústria aeronáutica as ligas de alumínio da série 2XXX são largamente utilizadas, devido sua boa relação resistência x peso (1,2). Entretanto, para melhorar a resistência mecânica, elementos de liga são adicionados. Estes levam à formação de precipitados intermetálicos que possuem potenciais diferentes da matriz (3), tornando essas ligas propícias à corrosão localizada. Para aumentar a resistência à corrosão, as ligas são anodizadas (4-7). Atualmente são utilizados sais de Cr(VI) no processo, que devido suas características tóxicas e cancerígenas (8-10), deve ser banido. Como alternativa, banhos ácidos tem sido utilizado com destaque para o banho ácido tartárico-sulfúrico (TSA) (11-19, 21).

2 Neste estudo foi proposto um tratamento de superfície compatível com o ambiente para substituição dos íons Cr(VI) e melhora da proteção contra a corrosão da liga AA2024-T3. A liga foi anodizada em banho TSA seguida de uma selagem hidrotérmica com a adição de íons Ce(III) e/ou polietileno glicol DESENVOLVIMENTO A liga de alumínio AA2024-T3 foi fornecida pela empresa SOPEÇAERO (São José dos Campos, Brasil). Inicialmente, as amostras passaram pelo processo de limpeza com acetona, em ultrassom, seguidas de um desengraxe em desengraxante comercial. Em seguida, foi realizado um ataque alcalino (etching) e, posteriormente, um ataque ácido (desmutting). O processo de anodização foi realizado em banho ácido tartárico-sulfúrico. Após a anodização, as amostras foram enxaguadas e submetidas ao processo de selagem hidrotérmica. As seguintes selagens hidrotérmicas foram estudadas: 1) imersão em solução contendo 50 mm de íons Cério(III) por 25 min; 2) imersão em solução de polietileno glicol 7% do volume total por 25 min; 3) imersão em solução com íons Ce(III) seguido por imersão em solução com polietileno glicol, em cada uma destas, imersão por 25 min. Ensaios de EIS foram realizados para avaliar a resistência à corrosão e imagens de MEV foram obtidas para avaliar a morfologia da camada anodizada. RESULTADOS A morfologia da camada anodizada sem selagem foi realizada por MEV, cujas imagens revelaram que a espessura média da camada é (2,49± 0,05) µm. As imagens das amostras seladas hidrotermicamente revelaram para os tratamentos 1 e 2 a formação de precipitados devido à precipitação da pseudoboemita. Já para o tratamento 3, as imagens de MEV mostraram a formação de uma camada anodizada homogênea e uniforme devido à selagem total dos poros da camada. Os resultados de EIS das amostras do tratamento 1 mostrou-se melhor do que os das amostras do tratamento 2, devido à?precipitação localizada? (22, 23) do Ce(III) nas regiões com defeitos que podem promover um efeito inibidor ao processo de degradação dos poros. na camada porosa. Já as amostras do tratamento 3 apresentaram maiores valores de impedância que as amostras dos tratamentos 1 e 2, devido à selagem total dos poros da camada que propiciaram a formação de uma camada homogênea e pouco defeituosa.

3 CONCLUSÃO 15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície As imagens de MEV revelaram para os tratamentos 1 e 2, a formação de precipitados na camada porosa devido à presença de íons Ce(III) e do polietilenoglicol que favorece a formação da pseudoboemita. As imagens de MEV para o tratamento 3 mostram a formação de uma camada porosa homogênea, uniforme e bem definida devido a possível selagem total dos poros. Os resultados de EIS permitem concluir que o tratamento 2 torna-se a mais eficiente que os demais tratamentos, apresentando uma resistência à corrosão maior que os demais tratamentos. Conclui-se então, que a anodização ácida tartárica-sulfúrica selada hidrotermicamente com íons Ce (III) e/ou polietileno glicol mostra-se uma alternativa promissora para substituir o uso do Crômo (VI) nos processos de anodização. BIBLIOGRAFIA (1) GARCIA-HERAS, M., JIMENEZ-MORALES, A., CASAL, B., GALVAN, J.C., RADZKI, S., VILLEGAS, M.A. Preparation and electrochemical study of cerium?silica sol?gel thin films. Journal of Alloys and Compounds, v. 380, N. 1-2, p , Outubro de (2) BLANC, C., MANKOWSKI, G. J. Electrochem. Soc., v. 150, pp. B396-B404, (3) WEI, R.P.; LIAO, C.M.; GAO, M. Metall. Mater. Trans. A, 29A, (1998), p (4) ASM - AMERICAN SOCIETY FOR METALS Specialty Handbook, Aluminum and Aluminum Alloys, Davis & Associates, ASM Internationa, in: J.R. Davies (Ed.), (5) CAMPESTRINI, P., TERRYN, H., HOVESTAD, A., de WIT, J.H.W., Formation of a cerium-based conversion coating on AA2024: relationship with the microstructure, Surface and Coatings Technology, v. 176, N. 3, p , Janeiro de (6) PETROYIANNIS, P.V., PANTELAKIS, S.G., HAIDEMENOPOULOS, G.N., Protective role of local Al cladding against corrosion damage and hydrogen embrittlement of 2024 aluminum alloy specimens. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, v. 44, N. 1, p.70-81, Setembro de 2005.

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