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Formas de Corrosão- A.Simões_2006 3b.1

5. Corrosão Intergranular

Corrosão localizada na zona ou na vizinhança dos limites de grãoEm geral os limitres de grão (zonas intercristalinas) têm energia mais alta e por isso são ligeiramentemais reactivos. Composição também pode variarnos limites de grão.Regra geral não constitui um problema grave. A excepção mais comum é a dos:Aços inoxidáveis austeníticos: AISI 304 (18-8) 0,06 - 0,08% CFormação de Cr23C6 (carbonetos de Cr), insolúveis no ferro a T elevada (450ºC- 800ºC)Vizinhança dos cordões de soldadura - zonaafectada termicamente

Corrosion Atlas, During, Elsevier



Aço inox 304

Comportamento inox ocorre em ligas de FeCr, para teores de Cr acima de ~13%.

Formação de uma pilha entre a zona empobrecida em Cr (que deixa de ter o comportamento inox) e a restante superfície.


5. Efeito térmico na soldadura

Durante a soldadura, o tempo de permanência na gama de temperaturas “perigosa” é maior a uma certa distância do cordão de soldadura do que na zona mais quente ‣ precipitação dos carbonetos de Cr nessa zona.



Vizinhança dos cordões de soldadura - zona afectadatermicamente.

Prevenção:1. Usar aços com baixo teor de C (< 0,02%) - aços xxxL(304L)2. Adição de estabilizantes (Ta, Ti…)

grande afinidade para o C, formando carbonetos3. Realização de tratamentos térmicos (dissolução dos

carbonetos) seguidos de arrefecimento rápido


6. Corrosão Selectiva

Dissolução selectiva de um componente (menos nobre) numa liga.Ex: - Desaluminificação

- Descobaltificação

-Dezincificação dos latões (70 Cu 30 Zn)liga toma cor avermelhada (Cu)

Mecanismos propostos:1. Dissolução simples do Zn por efeito galvânico2. Dissolução conjunta seguida de re-deposição do Cu

Dimensões globais da peça mantêm-se.Zona atacada torna-se porosa, permeável e frágil.Normalmente associada à existência de fase rica em Zn

-Grafitização dos aços (corrosão grafítica), em ferros fundidos cinzentos (2-4% C)


6. Corrosão Selectiva

em camadas localizada Alto teor Zn baixo teor ZnMeios ácidos alcalinos/ neutros

Corrosion Atlas, During, Elsevier

Prevenção:- Remoção do Oxigénio (apesar de poder ocorrer na sua ausência)- Utilização de ligas com baixo teor de Zn (ex: 15%)- Cuproníquel (70 - 90% Cu, 30 - 10% Ni)- Adição de outros elementos de liga: Sn, As, Sb, P…

ex: Liga de almirantado (70Cu 30Zn 1Sn)- Evitar meios estagnados


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos7. Corrosão-Erosão

Corrosão- Erosão:

Corrosão provocada/ acelerada por movimento relativo metal/fluido

aumentar corrosão (remoção de óxidos da superfície, efeito abrasivo…)

Movimentodiminuir a corrosão (caso da corrosão em meiosestagnantes; ex: picadas)

Estrangulamentos, cotovelos, ejectores de vapor...

Agravada pela presença de partículas sólidasMais comum em metais de baixa dureza


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos7. Corrosão-Erosão


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos8. Corrosão - Cavitação

Devida ao colapso de bolhas gasosas formadas por abaixamento dapressão abaixo da pressão de vaporHélices de navios, turbinas hidráulicas a vapor, bombas hidráulicasColapso → onda de choque → destruição local do filme

Prevenção: Aumento da pressãoDiminuição da velocidadeInibidores de corrosão


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos9. Corrosão sob Tensão (stress corrosion cracking)

Fractura de um metal provocadapelo efeito conjugado de um meio corrosivo e de tensões de tracção.


Corrosão sob tensão

Acção conjunta tensão + processo de dissolução (sinergia)

Grave em aços estruturaiscom comportamento activo-passivo

(aços inox, estruturas de betão, ligas de Al)

Velocidade aumenta com o tempo.

velocidade

profundidade


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos9. Corrosão sob Tensão

Paredes da fissura: catódicasFrente da fissura: anódica

Fissuração (ramificada):IntergranularTransgranular

Prevenção:- Baixar a tensão mecânica aplicada- Aplicar tratamentos térmicos- Evitar espécies agressivas (ex: Cl- nos aços inox)- Aplicação de um potencial catódico (Protecção catódica)- Uso de inibidores de corrosão- O aço macio (mais dúctil) resiste melhor do que o aço inox


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos10. Corrosão sob Fadiga

Provocado por tensões cíclicas + meio corrosivo.

A fractura é transgranular e nãoramificada.Difere da fractura por fadiga pelapresença de produtos de corrosão.Corrosão sob fadiga: suporta menosciclos para a mesma tensão.

tensãotensão

Corrosão sob fadiga

fadiga

Nº ciclos até fracturaNº ciclos até fractura

FerrososNão-ferrosos

Limite de fadiga

fadiga

Corrosão sob fadiga


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos10. Corrosão sob Fadiga

Prevenção:

- Uso de metais / ligas com boa resistência à fadiga

- Tratamentos térmicos (diminuir tensões internas)

- Aplicação de tensões de compressão

- Inibidores de Corrosão


Corrosão influenciada por Efeitos Mecânicos11. Corrosão com Fricção

antes depois

Superfícies em contacto sob carga, com vibração intensa ( motores, carris de caminho-de-ferro, conjuntos metálicos aparafusados…)Soldadura nos pontos de contacto, com destaque e oxidação

Prevenção:- Lubrificação- Fosfatação das superfícies

(acção lubrificante e protectora do fosfato)- Diminuição da carga- Aumento da dureza das superfícies.


12. Corrosão Biológica

Deterioração de um metal como consequência da actividade de organismos vivos.Microorganismos: anaeróbios / aeróbios

a. Bactérias redutoras de sulfatos (H2 : r. catódica , celulose, açucares…):

SO42- + 4 H2 → S2- + 4 H2O

↓sulfuretos de ferro (acelera a r. anódica)Existem em solos compactos ou saturados de água

b. Bactérias oxidantes de S:

2S + 3O2 + 2H2O → 2 H2SO4campos petrolíferos, industriais, podem viver com pH mto baixo

(a) e (b) actuam em ciclos; tubagens enterradas

c. Bactérias do ferro:

Fe2+ → Fe(OH)2 ou Fe(OH)3 (tubérculos na superfície do aço)


Corrosão Exfoliante

alumínio www.corrosion-doctors.org

Corrosão exfoliante numa aeronave


Efeito do Hidrogénio

1. Empolamentos (blistering): difusão de H atómico através do metal com acumulação em vazios no interior do metal, seguida de deformação do metal

2. Fragilização (embrittlement): formação de hidretos (Ti, Fe, aços), com perda de ductilidade e aumento da fragilidade

3. Descarburização: perda de carbono no aço; altas temperaturas, com humidade

4. Ataque químico: altas temperaturas; reacção do hidrogénio com um componente da liga


Efeito do Hidrogénio / Empolamento

ar

electrólito

Tanques, industria petrolíferaProtecção catódica com redução intensa de H+


Efeito do Hidrogénio / Fragilização

Aumenta com: - concentração de hidrogénio no metal- grau de tensão do metal

Muito perigosa com protecção catódica

Confunde-se por vezes com CST

Fragilização pelo H: aumenta com correntes catódicas

Corrosão sob Tensão (CST):Aumenta com correntes anódicas


Efeito do Hidrogénio / Prevenção

Uso de aço “limpo”

Aplicação de revestimentos (metálicos, orgânicos, inorgânicos)

Uso de inibidores

Remoção de venenos (sulfuretos, cianetos, compostos de As)

Ligas de níquel – baixa difusibilidade do H

Remoção do H por aquecimento

Diminuição das tensões/ defeitos – tratamento térmico


Resumo das principais formas de corrosão

Denny Jones, Principles and Prevention of Corrosion, Prentice-Hall

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