53º Congresso Brasileiro de Quimica
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. [19] 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.

Faculdade Presibiteriana Mackenzie. “Galvanização a Quente” Revista online, 20p. Disponível em: http://www.mackenzie.br/fileadmin/Graduacao/EE/Revista_on_line/Galvanizacao_a_Quente.pdf, acessado no dia 27 de Janeiro de 2013.
MALFATTI,C.F.“Estudos das propriedades de revestimentos compósitos de Niquel com Al2O3 e SiC” Dissertação (de Mestrado em Engenharia de Minas, Metalurgica e Materiais)- Universidade Federal do Rio Grande do Sul,2000.

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;