Explique como se dá a resistência à corrosão de ligas metálicas e como pode ser avaliada.
Passo 1
O enunciado pede para explicar como as ligas metálicas resistem à corrosão e de que forma essa resistência pode ser quantificada em laboratório. Para isso vamos usar conceitos de eletroquímica de corrosão (reações anódicas e catódicas, formação de filmes passivos) e técnicas experimentais (ensaios gravimétricos, ensaios de neblina salina, ensaios eletroquímicos).
Passo 2
Corrosão é um processo eletroquímico em que o metal sofre oxidação (reação anódica) enquanto uma redução ocorre em outra região da superfície (reação catódica). Dependendo das condições e da química do meio, a corrosão pode ser:
– generalizada (ataque uniforme em toda a superfície),
– localizada (pitting ou fissuração),
– galvânica (quando há contato entre dois metais de potenciais diferentes).
– generalizada (ataque uniforme em toda a superfície),
– localizada (pitting ou fissuração),
– galvânica (quando há contato entre dois metais de potenciais diferentes).
Passo 3
A resistência de uma liga vem de dois fatores principais:
- Composição química – certos elementos de liga (por ex. Cr, Ni, Mo em aços inoxidáveis; Al em ligas de alumínio) formam filmes de óxido ultrafinos e aderentes na superfície. Exemplo: ligas com
de Cr geram uma camada passiva de que inibe a oxidação. - Microestrutura – fases, precipitados e contornos de grão devem ser controlados para evitar células galvânicas locais. Tratamentos térmicos e metalúrgicos refinam a microestrutura e eliminam inclusões nocivas.
Passo 4
Para avaliar experimentalmente a resistência à corrosão usamos:
– Ensaios gravimétricos de imersão: medem perda de massa após tempo
, calculando taxa média
.
– Ensaios de neblina salina (ASTM B117): aceleram a corrosão por ambiente de spray de NaCl para comparar desempenho de ligas.
– Ensaios eletroquímicos em célula de três eletrodos:
• Curvas potenciostáticas ou potentiodinâmicas (varredura voltamétrica) para obter densidade de corrente de corrosão e potencial de corrosão
pelas extrapolações de Tafel.
• Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) para determinar resistência de polarização e características de filmes passivos (capacitância, tempo de relaxação).
– Ensaios gravimétricos de imersão: medem perda de massa
– Ensaios de neblina salina (ASTM B117): aceleram a corrosão por ambiente de spray de NaCl para comparar desempenho de ligas.
– Ensaios eletroquímicos em célula de três eletrodos:
• Curvas potenciostáticas ou potentiodinâmicas (varredura voltamétrica) para obter densidade de corrente de corrosão
• Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) para determinar resistência de polarização
Passo 5
As grandezas extraídas permitem calcular taxas de corrosão reais, por exemplo, usando a lei de Faraday na forma
onde
é a massa dissolvida por tempo,
o peso atômico,
o número de elétrons na oxidação e
a constante de Faraday. Em prática industrial costuma-se converter
em taxa de penetração (mm/ano) por
com
a densidade da liga.
Resposta
A resistência à corrosão de ligas metálicas baseia-se principalmente na formação de filmes passivos (óxidos aderentes de elementos de liga como Cr, Ni, Mo ou Al) e no controle da microestrutura para evitar células galvânicas locais. Experimentalmente, avalia-se essa resistência por ensaios gravimétricos (perda de massa), neblina salina (testes acelerados) e ensaios eletroquímicos (curvas de polarização para obter
e
, EIS para
), permitindo calcular a taxa de corrosão real via a lei de Faraday e parâmetros de Tafel.