Efeito do Tempo de Atuação da Polaridade Positiva no Comportamento Mecânico e em Corrosão de Juntas Compostas por Ligas Al-Mg com Diferentes Teores de Mg Soldadas pelo Processo TIG CA.
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Resumo: | A necessidade de reparos e modificações estruturais em embarcações e estruturas marítimas construídas em ligas de Al-Mg, muitas vezes em função da dificuldade de obtenção da liga original, faz necessária a utilização de ligas alternativas dentro da mesma série. As ligas alternativas possuem teores de Mg e de elementos secundários diferentes da liga original. O presente trabalho abrange um estudo de avaliação do comportamento mecânico e em corrosão de juntas compostas por metais de base da série 5XXX (Al-Mg) com diferentes teores de Mg soldadas pelo processo TIG CA com variação do tempo de atuação da polaridade positiva (%EP): 30%, 40% e 50% do ciclo. As ligas AA 5083 H111 (5,04% Mg) e AA 5052 F (2,81% Mg) foram utilizadas como metais de base, enquanto a liga ER 5183 (5,0%Mg) foi escolhida como metal de adição. Juntas dissimilares confeccionadas com as ligas AA 5052 F e AA 5083 H111 como metais de base e juntas similares confeccionadas somente com a liga AA 5083 H111 foram submetidas a ensaios de dureza e tração para avaliação do comportamento mecânico. Ensaios de polarização potenciodinâmica verificaram a resistência à corrosão por pite das juntas. A caracterização por MEV/EDS foi realizada antes e depois dos ensaios de polarização, a fim de identificar as fases intermetálicas e suas influências na formação dos pites. Os resultados mostraram que apesar da variação de %EP ter influenciado diretamente na largura do cordão de solda e na faixa de limpeza catódica, não ocorreram diferenças significativas na morfologia e no tamanho de grão da região do metal de solda. Os ensaios de dureza e tração não mostraram efeito da variação de %EP nas características mecânicas das juntas. Por meio de análise por MEV/EDS foi identificada a presença de fases intermetálicas ricas em Fe e Mn, possivelmente Al6(Mn,Fe), Al(Mn,Fe,Cr,Si) e fases ricas em Mg e Si, possivelmente Mg2Si, nas regiões de metal de solda e ZTA_5083, isso nas três variações de %EP. Já na região ZTA_5052 foi detectada a presença de fases ricas em Fe, possivelmente Al3F, e fases ricas em Mg e Si, possivelmente Mg2Si, nas três variações de %EP. Os ensaios de polarização eletroquímica mostraram que o potencial de corrosão das juntas soldadas é governado pela região do metal de solda, independentemente da confecção ser similar ou dissimilar e não variou com a %EP. A iniciação e propagação de pites das juntas dissimilares e similares se dá pela formação de par galvânico entre fases intermetálicas catódicas ricas em Fe como Al6(Mn,Fe), Al3Fe, com a matriz de -Al, que sofre dissolução nas áreas circundantes a essas fases. |
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2023-08-17T20:38:32Z2023-08-172023-08-17T20:38:32Z2023-04-10ALONSO, Fábio da Rocha. Efeito do Tempo de Atuação da Polaridade Positiva no Comportamento Mecânico e em Corrosão de Juntas Compostas por Ligas Al-Mg com Diferentes Teores de Mg Soldadas pelo Processo TIG CA. 2023. 155f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, 2023.http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/9975A necessidade de reparos e modificações estruturais em embarcações e estruturas marítimas construídas em ligas de Al-Mg, muitas vezes em função da dificuldade de obtenção da liga original, faz necessária a utilização de ligas alternativas dentro da mesma série. As ligas alternativas possuem teores de Mg e de elementos secundários diferentes da liga original. O presente trabalho abrange um estudo de avaliação do comportamento mecânico e em corrosão de juntas compostas por metais de base da série 5XXX (Al-Mg) com diferentes teores de Mg soldadas pelo processo TIG CA com variação do tempo de atuação da polaridade positiva (%EP): 30%, 40% e 50% do ciclo. As ligas AA 5083 H111 (5,04% Mg) e AA 5052 F (2,81% Mg) foram utilizadas como metais de base, enquanto a liga ER 5183 (5,0%Mg) foi escolhida como metal de adição. Juntas dissimilares confeccionadas com as ligas AA 5052 F e AA 5083 H111 como metais de base e juntas similares confeccionadas somente com a liga AA 5083 H111 foram submetidas a ensaios de dureza e tração para avaliação do comportamento mecânico. Ensaios de polarização potenciodinâmica verificaram a resistência à corrosão por pite das juntas. A caracterização por MEV/EDS foi realizada antes e depois dos ensaios de polarização, a fim de identificar as fases intermetálicas e suas influências na formação dos pites. Os resultados mostraram que apesar da variação de %EP ter influenciado diretamente na largura do cordão de solda e na faixa de limpeza catódica, não ocorreram diferenças significativas na morfologia e no tamanho de grão da região do metal de solda. Os ensaios de dureza e tração não mostraram efeito da variação de %EP nas características mecânicas das juntas. Por meio de análise por MEV/EDS foi identificada a presença de fases intermetálicas ricas em Fe e Mn, possivelmente Al6(Mn,Fe), Al(Mn,Fe,Cr,Si) e fases ricas em Mg e Si, possivelmente Mg2Si, nas regiões de metal de solda e ZTA_5083, isso nas três variações de %EP. Já na região ZTA_5052 foi detectada a presença de fases ricas em Fe, possivelmente Al3F, e fases ricas em Mg e Si, possivelmente Mg2Si, nas três variações de %EP. Os ensaios de polarização eletroquímica mostraram que o potencial de corrosão das juntas soldadas é governado pela região do metal de solda, independentemente da confecção ser similar ou dissimilar e não variou com a %EP. A iniciação e propagação de pites das juntas dissimilares e similares se dá pela formação de par galvânico entre fases intermetálicas catódicas ricas em Fe como Al6(Mn,Fe), Al3Fe, com a matriz de -Al, que sofre dissolução nas áreas circundantes a essas fases.The need for repairs and structural modifications in vessels and marine structures built in Al-Mg alloys, often due to the difficulty in obtaining the original alloy, makes it necessary to use alternative alloys within the same series. Alternative alloys have Mg and secondary element contents different from the original alloy. The present work covers a study on the evaluation of the mechanical and corrosion behavior of joints composed of base metals of the 5XXX series (Al-Mg) with different Mg contents welded by the TIG CA process with variation of the positive polarity actuation time (% EP): 30%, 40% and 50% of the cycle. AA 5083 H111 (5.04% Mg) and AA 5052 F (2.81% Mg) alloys were used as base metals, while ER 5183 (5.0%Mg) alloy was chosen as filler metal. Dissimilar joints made with AA 5052 F and AA 5083 H111 alloys as base metals and similar joints made only with AA 5083 H111 alloy were subjected to hardness and tensile tests to evaluate their mechanical behavior. Potentiodynamic polarization tests verified the pitting corrosion resistance of the joints. The characterization by SEM/EDS was carried out before and after the polarization tests, in order to identify the intermetallic phases and their influence on pit formation. The results showed that despite the %EP variation having directly influenced the weld bead width and the cathodic cleaning range, there were no significant differences in the morphology and grain size of the weld metal region. The hardness and tensile tests did not show effect of the %EP variation on the mechanical characteristics of the joints. Through SEM/EDS analysis, the presence of intermetallic phases rich in Fe and Mn, possibly Al6(Mn,Fe), Al(Mn,Fe,Cr,Si) and phases rich in Mg and Si, possibly Mg2Si, were identified in the weld metal regions and ZTA_5083, for the three variations of %EP. In the ZTA_5052 region, however, the presence of phases rich in Fe, possibly Al3F, and phases rich in Mg and Si, possibly Mg2Si, were detected for the three variations of %EP. Electrochemical polarization tests showed that the corrosion potential of welded joints is governed by the weld metal region, regardless of whether the confection is similar or dissimilar, and did not vary with %EP. The initiation and propagation of pits in dissimilar and similar joints occurs through the formation of a galvanic couple between Fe-rich cathode intermetallic phases such as Al6(Mn,Fe), Al3Fe, with the α-Al matrix, which undergoes dissolution in the surrounding areas.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessENGENHARIASENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAAl-MgTIG CATempo de eletrodo positivoAA 5052AA 5083Fases intermetálicasCorrosão por pitesPositive electrode timeIntermetallic phasesPitting corrosionEfeito do Tempo de Atuação da Polaridade Positiva no Comportamento Mecânico e em Corrosão de Juntas Compostas por Ligas Al-Mg com Diferentes Teores de Mg Soldadas pelo Processo TIG CA.Evaluation of the mechanical and corrosion behavior of Al-Mg alloy joints with different Mg contents welded by the TIG CA process with variable positive polarity actuation timeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisAlano, José HenriqueMurray, Henara Lillian CostaAlonso, Fabio da Rochareponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELORIGINALTESE_FABIO DA ROCHA ALONSO.pdfTESE_FABIO DA ROCHA ALONSO.pdfapplication/pdf9733650http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/9975/1/TESE_FABIO%20DA%20ROCHA%20ALONSO.pdfed03e5278644085188beac00eeb2e235MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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