Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Estudo eletroquimico da liga Inconel 625 e Inconel 625 com Al2O3 na prteção do aço carbono a corrosão
AUTORES: Bittencourt, S.S. (UFGD) ; Araujo, J.S. (UFGD) ; Benedetti, A.V. (UNESP) ; Guilemany, J.M. (UB) ; Suegama, P.H. (UFGD) ; Dosta, S. (UB)
RESUMO: Neste trabalho realizou-se o estudo eletroquímico de revestimentos de Inconel 625
com e sem a incorporação de Al2O3 através de medidas de Potencial de Circuito
Aberto(EOC) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica(EIS) em meio de NaCl 3,5%
por até 96 horas, com coleta de dados a cada 24 horas. Ambas amostras
apresentaram valores superiores EOC que o substrato e diminuição do valor de │Z│
com o aumento do tempo de imersão. Durante todo o intervalo estudado (96 h), a
amostra de revestimento Inconel 625 apresentou valores de módulo de impedância
superior e maior caráter capacitivo. O revestimento de Inconel 625 apresentou
maior eficiência a proteção contra a corrosão do aço carbono.
PALAVRAS CHAVES: revestimentos; inconel 625; impedancia
INTRODUÇÃO: A aplicação de revestimentos metálicos são utilizados quando resistências contra
corrosão e abrasão são necessárias, destacando-se o uso de ligas como Inconel
625. A Inconel 625 possui como metal base o Níquel com uma estrutura CFC, com
efeito endurecedor e estabilidade proveniente da presença de Molibdênio e Nióbio
em sua matriz de níquel-cromo. Uma outra forma de incrementar as propriedades
mecânicas e resistência dos revestimentos de Níquel é a incorporação de
partículas a matriz metálicas como a adição de α Al2O3 que aumenta a resistência
pela formação de compósito de Ni- Al2O3. Com a adição de Al2O3 além de
promoverem a dispersão da dureza no revestimento aumenta a resistência devido
ação do óxido de Alumínio. As amostras foram revestidas através do processo de
aspersão térmica Cold-Spray, no qual a deposição do material a revestir são
aplicados pela aceleração de pós de metais dúcteis a velocidades de 300 a 1200
m/s (supersônicas),usando técnicas de dinâmica de gás, com hidrogênio,
nitrogênio ou hélio, comumente referido como Cold gás Dynamic Spraying ou
Aspersão Dinâmica de Gás a Frio,devido às relativamente baixas temperaturas (0 a
800 ºC) do gás expandido e do vapor de partículas que emana no bico aspersor.
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Neste trabalho foi realizado o estudo da resistência à corrosão de
revestimentos Inconel 625 com e sem a incorporação de partículas de Al2O3
obtidos pelo processo de Aspersão Térmica Cold- Spray, por meio de técnicas de
Potencial de Circuito Aberto, Espectroscopia de Impedância Eletroquímica em meio
de NaCl 3,5%.
MATERIAL E MÉTODOS: Os ensaios se realizaram em uma célula eletroquímica convencional de 3
eletrodos, construída em vidro Pyrex com capacidade 100 mL, onde a amostra se
situa na parte inferior da mesma. A área geométrica do eletrodo de trabalho será
de 0,37 cm2 (aço revestido) e utilizou-se uma rede de Pt como eletrodo auxiliar
e, Ag/AgCl/KClsat como eletrodo de referência.
As medidas eletroquímicas foram realizadas em solução de NaCl 3,5% com uma
concentração de íons cloreto equivalente a do meio marinho (ASTM D1141), em meio
contendo oxigênio e sem agitação
As medidas de Eoc foram realizadas empregando um sistema eletroquímico PGSTAT300
com o Software GPES. As amostras foram analisadas durante 5 dias de imersão ,
onde a cada 24 horas mediu-se o potencial de corrosão em função do tempo em
segundos.
As medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica foram realizadas
empregando um sistema eletroquímico PGSTAT300 com o Software FRA, onde foi
aplicado um potencial igual ou inferior ao de circuito aberto obtido
experimentalmente a cada 24 horas, com variação da frequência entre 5x10E4 e
1x10E-2 Hz.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Observando a tabela 1, ambas amostras apresentaram valores superiores de
potencial de circuito aberto que o substrato, devido o níquel apresentar
potencial muito mais positivo e estabilidade, o conjunto revestimento +
substrato apresenta um potencial mais alto que o aço. Essa resistência ficou
mais atenuada na amostra com incorporação de partículas de Al2O3 devido a ação
do óxido de alumínio.
É possível observar através da figura 2 (A) que os revestimentos apresentaram
maior arco capacitivo que o substrato. Sendo que a amostra de Inconel 625 foi a
que teve o arco maior durante os dias de imersão. Através da Fig. 2(B) observa-
se que para o revestimento de Inconel +Al2O3 ocorreu a formação de duas
constante de tempo sendo uma em alta freqüência que é atribuída ao revestimento
e outra em baixa freqüência atribuída a corrosão do substrato. Para a amostra de
Inconel 625 observou-se apenas uma constante de tempo sendo em baixa freqüência.
A amostra de Inconel 625 apresentou maior caráter capacitivo, pois mesmo
apresentando apenas uma constante de tempo, teve uma maior retenção de cargas
por um amplo intervalo de frequência. A amostra de Inconel 625 apresentou
valores superiores de |Z| que o Inconel 625 + Al2O3 e que o substrato sendo
assim maior resistência total.
tabela 1:
potencial das amostras versus horas de imersão.
figura 2
Gráfico de (A)Nyquist,Bode(B) log│Z│ e (C)–ф versus
log(f/Hz) para o substrato com e sem revestimento de
Inconel 625 e Inconel 625+Al2O3 em NaCl 3,5%.
CONCLUSÕES: A incorporação de compósito de Al2O3 a um revestimento metálico aumenta a
resistência a corrosão devido a ação do óxido de alumínio junto com o níquel.
Os revestimentos apresentaram resistência a corrosão na proteção ao substrato,
dentre eles o revestimento Inconel 625 foi o que apresentou maior eficiência
contra corrosão e maior durabilidade em meio de NaCl 3,5%.
AGRADECIMENTOS: agradecimentos a:
UFGD,UNIVERSIDADE DE BARCELONA, UNESP
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Barbosa, M.M.R. “Cold Spray Deposition of Titanium onto Aluminium Substrates”. Dissertação Integrada (de Mestrado em Engenharia Metalúrgica e Materiais) - Universidade do Porto, Portugal,2009.
Couto, M.P.M. “Cold spray deposition of WC-Co” . Dissertação Integrada (de Mestrado em Engenharia Metalurgica e Materiais) - Universidade do Porto, Portugal,2011.
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Nunes, C. S., “Caracterização de Fases e Analise de Trincas em Junta Soldada de Inconel 625 e Aço 9Cr-1Mo Após Envelhecimento” . Dissertação (de Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza,2006.
Valle, L.C.M.,“Efeitos da Solubilização e do Envelhecimento na Microestrutura e nas Propriedades Mecânicas da Superliga Inconel 718” Dissertação (de Mestrado em Engenharia Metalurgica e dos Materiais)- Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Setembro de 2010;