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http://hdl.handle.net/1843/83768
Type: | Tese |
Title: | Resistência à corrosão em meio salino e à oxidação em elevadas temperaturas de uma liga Cu-Al-Ni-Mn com efeito memória de forma, processada por conformação por spray |
Authors: | Edelize Angelica Gomes |
First Advisor: | Vanessa de Freitas Cunha Lins |
First Co-advisor: | Eric Marchezini Mazzer |
First Referee: | Walney Silva Araujo |
Second Referee: | Marcello Rosa Dumont |
Third Referee: | Dalila Chaves Sicupira |
Abstract: | As ligas dos sistemas Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Al e Ni-Ti pertencem a classe das ligas com efeito memória de forma (LMF). O interesse no estudo do cobre como base das LMF surge do fato destas ligas serem mais baratas que as ligas de Ni-Ti e apresentarem melhores propriedades em aplicações específicas. Neste trabalho, as propriedades eletroquímicas de uma LMF Cu 11.85Al-3.2Ni-3Mn (% em massa) processada por spray-forming foram avaliadas por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em solução aquosa de NaCl a 3,5% m/v. A liga LMF estudada foi laminada a quente e tratada termicamente a 250 °C e 550 °C anteriormente aos testes eletroquímicos. O efeito da corrosão na superfície das amostras foi analisado por Difratometria de Raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia dispersiva em energia (EDS). A análise por DRX mostrou a formação de austenita após o tratamento térmico a 550 °C. A análise de EDS identificou um enriquecimento de alumínio e manganês na superfície da liga, por serem os elementos mais ativos, cujos óxidos apresentam maior valor absoluto de energia livre de formação negativa. A impedância da liga não tratada e tratada termicamente a 550 ºC aumentou duas ordens de grandeza à medida que o tempo de imersão aumentou até 286 h devido à formação de óxidos protetores. A liga tratada termicamente a 250 ºC apresentou a menor resistência à corrosão após 286 h de imersão em solução salina. O comportamento oxidativo isotérmico em atmosfera de oxigênio da LMF também foi estudado na faixa de temperatura de 500 ºC– 900 ºC pelo método termogravimétrico (TG/DTA). A curva TGA mostrou que a liga possui características de oxidação isotérmica parabólica. A caracterização da liga oxidada foi realizada por análises de MEV, EDS e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). A análise por XPS identificou que os produtos de oxidação presentes foram, principalmente, MnO2, MnO/Mn2O3 e Al2O3. |
Abstract: | The Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Al, and Ni-Ti alloy systems belong to the class of shape memory alloys (SMAs). The interest in studying copper-based SMAs arises from the fact that these alloys are more cost-effective than Ni-Ti alloys and exhibit better properties for specific applications. In this work, the electrochemical properties of a Cu-11.85Al-3.2Ni-3Mn (wt.%) SMA processed by spray forming were evaluated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a 3.5% m/v NaCl aqueous solution. The SMA alloy studied was hot-rolled and heat-treated at 250 °C and 550 °C prior to electrochemical testing. The effect of corrosion on the sample surfaces was analyzed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive spectroscopy (EDS). XRD analysis showed the formation of austenite after heat treatment at 550 °C. EDS analysis identified an enrichment of aluminum and manganese on the alloy surface, as these are the most active elements whose oxides have a higher absolute value of negative free energy of formation. The impedance of the untreated alloy and the alloy heat-treated at 550 °C increased by two orders of magnitude as immersion time increased up to 286 hours due to the formation of protective oxides. The alloy heat-treated at 250 °C exhibited the lowest corrosion resistance after 286 hours of immersion in a saline solution. The isothermal oxidation behavior in an oxygen atmosphere of the SMA was also studied in the temperature range of 500–900 °C using the thermogravimetric method (TG/DTA). The TGA curve showed that the alloy exhibits parabolic isothermal oxidation characteristics. The characterization of the oxidized alloy was carried out using SEM, EDS, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). XPS analysis identified that the main corrosion products present were MnO2, MnO/Mn2O3, and Al2O3. |
Subject: | Engenharia mecânica Oxidação Corrosão Ligas (Metalurgia) Ligas - Oxidação Ligas com efeito de memória |
language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/83768 |
Issue Date: | 10-Sep-2024 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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