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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2020.tde-13122019-092227
Document
Author
Full name
João Victor de Sousa Araujo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Costa, Isolda (President)
Aoki, Idalina Vieira
Magnani, Marina
Title in Portuguese
Influência dos tratamentos termomecânicos na microestrutura e no comportamento de corrosão da liga AA2198
Keywords in Portuguese
corrosão localizada severa (CLS)
ligas Al-Cu-Li
microscopia eletroquímica de varredura (SECM)
técnica de varredura do eletrodo vibratório (SVET)
técnicas eletroquímicas
tratamentos termomecânicos
Abstract in Portuguese
Ligas Al-Cu-Li têm mostrado grandes vantagens em relação às ligas convencionais de Al-Cu-Mg usadas na indústria aeroespacial, devido à suas excelentes propriedades, como alta resistência à fadiga e baixa densidade. As propriedades mecânicas destas ligas dependem de sua microestrutura, e esta, por sua vez, dos tratamentos termomecânicos aos quais as ligas são submetidas durante o processo de fabricação. Neste estudo, os efeitos de três tratamentos termomecânicos, T3 (deformação em uma direção e envelhecimento natural), T8 (deformação em uma direção e envelhecimento artificial) e T851 (deformação em duas direções e envelhecimento artificial), na resistência à corrosão da liga 2198, foram avaliados por ensaios de imersão e ensaios eletroquímicos, em soluções contendo íons cloreto (Cl-). A fase T1 (Al2CuLi) é a principal responsável pelo endurecimento desta liga. A presença deste precipitado foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), microdureza e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os resultados de análises de microestrutura e microdureza mostraram diferenças para as ligas submetidas aos três tratamentos. As ligas submetida aos tratamentos T8 e T851 mostraram maior densidade de fase T1 em relação ao tratamento T3. Esta fase é eletroquimicamente mais ativa do que a matriz de alumínio e, quando exposta a meios corrosivos, resulta em corrosão localizada severa (CLS), proveniente de ataque cristalográfico. A CLS tem como principal característica a evolução de gás hidrogênio, o que foi confirmado pelos ensaios de visualização em gel e de microscopia eletroquímica de varredura (SECM). Por outro lado, a liga 2198-T3 apresentou corrosão por pites que resultou na formação de cavidades ou trincheiras (trenching) associadas aos intermetálicos de dimensões micrométricas. Estes geram descontinuidades no filme passivo e criam micropilhas, dando início ao processo de corrosão localizada da liga. Os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica e da técnica de varredura do eletrodo vibratório (SVET) confirmaram as observações dos ensaios de imersão, desde as primeiras horas de ensaio. Foi observada menor resistência à corrosão localizada para as ligas T8 e T851 quando comparadas com a liga T3. Os resultados permitiram concluir que os tratamentos termomecânicos T8 e T851 são prejudiciais para a resistência à corrosão da liga 2198.
Title in English
The influence of the thermomechanical treatments in the microstructure and corrosion resistance of 2198 alloy
Keywords in English
Al-Cu-Li alloys
electrochemical techniques
scanning electrochemical microscopy (SECM)
scanning vibrating electrode technique (SVET)
severe localized corrosion (SLC)
thermomechanical treatments
Abstract in English
Al-Cu-Li alloys have shown great advantages over conventional Al-Cu-Mg alloys used in the aerospace industry due to their excellent properties such as high fatigue strength and low density. The mechanical properties of these alloys depend on their microstructure, which in turn depends on the thermomechanical treatments to which the alloys are subjected during the manufacturing process. In this study, the effects of three thermomechanical treatments, T3 (cold rolling in one direction and natural aging), T8 (cold rolling in one direction and artificial aging) and T851 (cold rolling in two directions and artificial aging), on the corrosion resistance of the 2198 alloy were evaluated by immersion and electrochemical tests in chloride (Cl-) solutions. The T1 phase (Al2CuLi) is mainly responsible for the hardening of this alloy. The presence of this precipitate was analyzed by transmission electron microscopy (TEM), microhardness and differential scanning calorimetry (DSC). The results of microstructure and microhardness analysis showed differences for the alloys submitted to the three treatments. Alloys submitted to treatments T8 and T851 showed higher density of phase T1 compared to treatment T3. This phase is electrochemically more active than the aluminum matrix and, when exposed to corrosive media, results in severe localized corrosion (CLS) from crystallographic etching. The main characteristic of CLS is the evolution of hydrogen gas, which was confirmed by gel visualization and scanning electrochemical microscopy (SECM) tests. On the other hand, the 2198-T3 alloy showed pitting corrosion that resulted in the formation of cavities or trenching associated with micrometric intermetallic particles. These generate discontinuities in the passive film and create microcells, initiating the localized corrosion process of the alloy. The results of electrochemical impedance spectroscopy and the vibrating electrode scanning electrode technique (SVET) confirmed the observations of the immersion tests from the first hours of the test. Lower localized corrosion resistance was observed for T8 and T851 alloys when compared to T3 alloy. The results show that the T8 and T851 thermomechanical treatments are detrimental to the corrosion resistance of the 2198 alloy.
 
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Publishing Date
2020-01-09
 
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