Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Ferreira, Augusto Bach
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35394
Resumo: A380 alloys are widely used in various applications due to their mechanical properties, but still require surface treatments such as anodization. However, anodizing highsilicon alloys can be a challenging and costly process due to the formation of a lowelectrical-conductivity oxide layer and the duration of the process, the latter being responsible for the high energy consumption and the extensive use of compounds in the electrochemical bath. Electrolytic plasma is a promising alternative to anodization as it helps achieve a surface with better corrosion resistance and more uniform surface finish. This study aimed to evaluate the corrosion and the phases present in the microstructure produced by the PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) treatment combined with the Step Method application. The samples were subjected to stepwise voltages from 0 to 420V under also stepwise times of 120 seconds, reaching final times of 480 and 600 seconds for the formation of the protective layer. Subsequently, the modified surface data were evaluated by profilometry, with 30-second measurements for each region. Scanning electron microscope (SEM) images were obtained operating at 20kV, and X-ray diffraction spectra were obtained from Bragg configuration with a step size fixed at 0.02° and an interval ranging from 15° to 90°. The results showed that the application of pre-voltage during the process improved the roughness (with the best result of Ra = 5.58 ± 0.40μm) and the surface finish of the samples. The formation of pure aluminum and silicon oxides from the sample matrix was observed along with the formation of gamma alumina (γ-Al2O3) and mullite, the latter phase resulting from the interaction of aluminum and silicon oxides together. The samples where moderate voltages were applied showed the best polarization curve results, with corrosion potential values of -0.665mV for treatment (T3) and -0.680mV for treatment 4 (T4). The results suggest that electrolytic plasma with pre-voltage is a promising alternative to anodizing for A380 alloys. The method improves corrosion resistance and the roughness of the samples.
id UTFPR-12_0b1baba6615db2f39420c8c05144f56c
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/35394
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensãoCorrosion of A380 alloy anodized by electrolytic plasma oxidation applying temporary voltage stepsLigas de alumínioCorrosão e anticorrosivosOxidaçãoEletróliseAluminum alloysCorrosion and anti-corrosivesOxidationElectrolysisCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAEngenharia/Tecnologia/GestãoA380 alloys are widely used in various applications due to their mechanical properties, but still require surface treatments such as anodization. However, anodizing highsilicon alloys can be a challenging and costly process due to the formation of a lowelectrical-conductivity oxide layer and the duration of the process, the latter being responsible for the high energy consumption and the extensive use of compounds in the electrochemical bath. Electrolytic plasma is a promising alternative to anodization as it helps achieve a surface with better corrosion resistance and more uniform surface finish. This study aimed to evaluate the corrosion and the phases present in the microstructure produced by the PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) treatment combined with the Step Method application. The samples were subjected to stepwise voltages from 0 to 420V under also stepwise times of 120 seconds, reaching final times of 480 and 600 seconds for the formation of the protective layer. Subsequently, the modified surface data were evaluated by profilometry, with 30-second measurements for each region. Scanning electron microscope (SEM) images were obtained operating at 20kV, and X-ray diffraction spectra were obtained from Bragg configuration with a step size fixed at 0.02° and an interval ranging from 15° to 90°. The results showed that the application of pre-voltage during the process improved the roughness (with the best result of Ra = 5.58 ± 0.40μm) and the surface finish of the samples. The formation of pure aluminum and silicon oxides from the sample matrix was observed along with the formation of gamma alumina (γ-Al2O3) and mullite, the latter phase resulting from the interaction of aluminum and silicon oxides together. The samples where moderate voltages were applied showed the best polarization curve results, with corrosion potential values of -0.665mV for treatment (T3) and -0.680mV for treatment 4 (T4). The results suggest that electrolytic plasma with pre-voltage is a promising alternative to anodizing for A380 alloys. The method improves corrosion resistance and the roughness of the samples.As ligas A380 são amplamente utilizadas em diversas aplicações devido às suas propriedades mecânicas, mas, ainda assim, precisam de tratamentos superficiais, como a anodização. No entanto, a anodização de ligas de alto silício pode ser um processo difícil e caro, devido à formação de uma camada de óxido de baixa condutividade elétrica e pelo tempo de duração do processo, respectivamente, sendo este último responsável pelo grande uso de energia e compostos utilizados no banho eletroquímico. O plasma eletrolítico é uma alternativa promissora à anodização, pois contribui na obtenção de uma superfície com uma melhor resistência à corrosão e acabamento superficial mais uniforme. Este estudo objetivou avaliar a corrosão e as fases presentes na microestrutura produzidas pelo tratamento PEO (Oxidação por Plasma Eletrolítico) aliado à aplicação do Método de Degrau. As amostras foram submetidas às tensões escalonadas de 0 a 420V sob tempos também escalonados em 120 segundo, chegando aos tempos finais de 480 e 600 segundos para a formação da camada protetora. Posteriormente, foram avaliados dados da superfície modificada por perfilometria, com medição de 30 segundos para cada região. Houve a obtenção de imagens via microscópio eletrônico de varredura (MEV) operando em 20kV e espectros via difração de raios X, obtidos a partir da configuração de Bragg, com passo fixado em 0,02º e um intervalo variando de 15º a 90º. Os resultados mostraram que a aplicação de pré-tensão ao realizar o processo melhorou a rugosidade (sendo o melhor resultado de Ra = 5,58 ± 0,40μm) e o acabamento superficial das amostras. A formação de óxidos de alumínio e silício puros a partir da matriz da amostra foi observada juntamente com a formação de gama alumina (γ-Al2O3) e a mulita, sendo esta última fase obtida pela interação dos óxidos de alumínio e silício juntos. As amostras onde as tensões moderadas foram aplicadas apresentaram os melhores resultados da curva de polarização, com valores de potencial de corrosão de - 0,665mV para o tratamento (T3) e -0,680mV para o tratamento 4 (T4). Os resultados sugerem que o plasma eletrolítico com pré-tensão é uma alternativa promissora à anodização para ligas A380. O método melhora a resistência à corrosão e a rugosidade das amostras.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUTFPRLourençato, Luciano Augustohttps://orcid.org/0000-0001-8134-1314http://lattes.cnpq.br/3421117431876101Fals, Hipolito Domingo Carvajalhttps://orcid.org/0000-0001-5061-8763http://lattes.cnpq.br/8883136649448444Lourençato, Luciano Augustohttps://orcid.org/0000-0001-8134-1314http://lattes.cnpq.br/3421117431876101Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marendahttps://orcid.org/0000-0002-1108-7151http://lattes.cnpq.br/8067497377630922Orozco, Mario César Sánchezhttps://orcid.org/0000-0003-1390-9582http://lattes.cnpq.br/4368597831028376Ferreira, Augusto Bach2024-11-07T12:11:30Z2024-11-07T12:11:30Z2024-05-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERREIRA, Augusto Bach. Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35394porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2024-11-08T06:09:19Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/35394Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2024-11-08T06:09:19Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
Corrosion of A380 alloy anodized by electrolytic plasma oxidation applying temporary voltage steps
title Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
spellingShingle Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
Ferreira, Augusto Bach
Ligas de alumínio
Corrosão e anticorrosivos
Oxidação
Eletrólise
Aluminum alloys
Corrosion and anti-corrosives
Oxidation
Electrolysis
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Engenharia/Tecnologia/Gestão
title_short Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
title_full Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
title_fullStr Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
title_full_unstemmed Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
title_sort Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão
author Ferreira, Augusto Bach
author_facet Ferreira, Augusto Bach
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lourençato, Luciano Augusto
https://orcid.org/0000-0001-8134-1314
http://lattes.cnpq.br/3421117431876101
Fals, Hipolito Domingo Carvajal
https://orcid.org/0000-0001-5061-8763
http://lattes.cnpq.br/8883136649448444
Lourençato, Luciano Augusto
https://orcid.org/0000-0001-8134-1314
http://lattes.cnpq.br/3421117431876101
Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda
https://orcid.org/0000-0002-1108-7151
http://lattes.cnpq.br/8067497377630922
Orozco, Mario César Sánchez
https://orcid.org/0000-0003-1390-9582
http://lattes.cnpq.br/4368597831028376
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Augusto Bach
dc.subject.por.fl_str_mv Ligas de alumínio
Corrosão e anticorrosivos
Oxidação
Eletrólise
Aluminum alloys
Corrosion and anti-corrosives
Oxidation
Electrolysis
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Engenharia/Tecnologia/Gestão
topic Ligas de alumínio
Corrosão e anticorrosivos
Oxidação
Eletrólise
Aluminum alloys
Corrosion and anti-corrosives
Oxidation
Electrolysis
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Engenharia/Tecnologia/Gestão
description A380 alloys are widely used in various applications due to their mechanical properties, but still require surface treatments such as anodization. However, anodizing highsilicon alloys can be a challenging and costly process due to the formation of a lowelectrical-conductivity oxide layer and the duration of the process, the latter being responsible for the high energy consumption and the extensive use of compounds in the electrochemical bath. Electrolytic plasma is a promising alternative to anodization as it helps achieve a surface with better corrosion resistance and more uniform surface finish. This study aimed to evaluate the corrosion and the phases present in the microstructure produced by the PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) treatment combined with the Step Method application. The samples were subjected to stepwise voltages from 0 to 420V under also stepwise times of 120 seconds, reaching final times of 480 and 600 seconds for the formation of the protective layer. Subsequently, the modified surface data were evaluated by profilometry, with 30-second measurements for each region. Scanning electron microscope (SEM) images were obtained operating at 20kV, and X-ray diffraction spectra were obtained from Bragg configuration with a step size fixed at 0.02° and an interval ranging from 15° to 90°. The results showed that the application of pre-voltage during the process improved the roughness (with the best result of Ra = 5.58 ± 0.40μm) and the surface finish of the samples. The formation of pure aluminum and silicon oxides from the sample matrix was observed along with the formation of gamma alumina (γ-Al2O3) and mullite, the latter phase resulting from the interaction of aluminum and silicon oxides together. The samples where moderate voltages were applied showed the best polarization curve results, with corrosion potential values of -0.665mV for treatment (T3) and -0.680mV for treatment 4 (T4). The results suggest that electrolytic plasma with pre-voltage is a promising alternative to anodizing for A380 alloys. The method improves corrosion resistance and the roughness of the samples.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-11-07T12:11:30Z
2024-11-07T12:11:30Z
2024-05-15
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FERREIRA, Augusto Bach. Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35394
identifier_str_mv FERREIRA, Augusto Bach. Corrosão da liga A380 anodizada por oxidação a plasma eletrolítico aplicando degraus temporais de tensão. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2024.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35394
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498289402642432