Caracterização Eletroquímica das Ligas Ni62Nb38 e Ni59.24Nb37.76B3.00 Com Estruturas Amorfas e Cristalinas
DOI:
https://doi.org/10.14295/vetor.v34i1.17711Palavras-chave:
Ligas Amorfas de Ni-Nb, Caracterização eletroquímica, Resistência à corrosãoResumo
Ligas à base de níquel são amplamente utilizadas na indústria devido à sua notável resistência à corrosão. Atualmente, a maioria dessas ligas é processada com estrutura cristalina. Entretanto, as ligas metálicas amorfas, comumente, demonstram uma maior resistência à corrosão em comparação com suas contrapartes cristalinas. Neste estudo, foram investigadas ligas metálicas Ni62Nb38, Ni59,24Nb37,76B3,00 e Ni58,1Nb38,9B3,0 (percentagem atômica), com estruturas cristalina e amorfa. Utilizou-se difração de raios-X (DRX) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) para análise das ligas. Os testes eletroquímicos foram conduzidos para avaliar a resistência à corrosão em diferentes temperaturas. Os dados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização revelaram a superioridade das ligas amorfas em relação às cristalinas, para uma mesma composição química. A resistência de polarização da liga amorfa foi até 20 vezes maior que a de sua contraparte cristalina. Ambas as estruturas mostraram uma redução na resistência à corrosão com o aumento da temperatura. Nas ligas amorfas, a presença de boro tornou as amostras mais resistentes à corrosão em ambas as temperaturas. Além disso, o maior percentual de nióbio entre as composições ternárias também melhorou as propriedades em relação à corrosão. Nas ligas cristalinas, a presença de boro resultou em amostras menos resistentes à corrosão à temperatura de 25 °C. No entanto, esse elemento proporcionou uma maior resistência das ligas ternárias à temperatura de 45 °C. Utilizando técnicas eletroquímicas, foi possível demonstrar a superioridade da resistência à corrosão das ligas amorfas em comparação com as cristalinas, para uma mesma composição química.
Downloads
Referências
J. S. Andrade, I. N. Bastos, and L. C. R. Aliaga, “Determinação das características estruturais e mecânicas da liga de alta entropia Hf-Nb-Ta-Zr,” Vetor, vol. 30, no. 2, pp. 22–32, 2021. Available at: https://doi.org/10.14295/vetor.v30i2.13090
K. Zheng, Z. He, L. Che, H. Cheng, M. Ge, T. Si, and X. Xu “Deep alloys: Metal materials empowered by deep learning,” Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 179, p. 108514, 2024. Available at: https://doi.org/10.1016/j.mssp.2024.108514
S. Xie, J. Zhao, S. Li, and J. Su, “Enhanced mechanical properties of Zr-Cu-Al-Ni bulk amorphous alloys by Ag and O doping,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 957, p. 170186, 2023. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170186.
H. Sonomura, K. Katagiri, T. Ozaki, Y. Hasegawa, T. Tanaka, and A. Kakitsuji, “In-situ preparation of Zr-Al-Ni-Cu amorphous alloy by friction stirring using a tool consisting of multiple metal foils,” Materials Letters, vol. 353, p. 135264, 2023. Available at: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.135264
S. F. Guo, H. J. Zhang, Z. Liu, W. Chen, and S. F. Xie, “Corrosion resistances of amorphous and crystalline Zr-based alloys in simulated seawater,” Electrochemistry Communications, vol. 24, pp. 39–42, 2012. Available at: https://doi.org/10.1016/j.elecom.2012.08.006
H. Zhang, C. Zhang, B. Han, J. Qiu, H. Li, S. Qin, J. Liu, Y. Wang, P. Zhang, Y. Pan, and H. Zhou “Evolution of grain boundary character distributions in a cold-deformed Nickel-based superalloy during electropulsing treatment,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 9, no. 3, pp. 5723–5734, 2020. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.03.097
C.-Y. Lee, T.-J. Lin, H.-H. Sheu, and H.-B. Lee, “A study on corrosion and corrosion-wear behavior of Fe-based amorphous alloy coating prepared by high velocity oxygen fuel method,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 15, pp. 4880–4895, 2021. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.10.103
H. Alves and U. Heubner, “Aqueous Corrosion of Nickel and its Alloys,” in Shreir's Corrosion, vol. 3, 2010, pp. 1879–1915. Elsevier eBooks. Available at: https://doi.org/10.1016/b978-044452787-5.00092-5
C. Suryanarayana and A. Inoue, Bulk Metallic Glasses, 2nd edition. 2017.
L. Xia, W. H. Li, S. S. Fang, B. C. Wei, and Y. D. Dong, “Binary Ni–Nb bulk metallic glasses,” Journal of Applied Physics, vol. 99, no. 2, 2006. Available at: https://doi.org/10.1063/1.2158130
W. J. Botta, J. E. Berger, C. S. Kiminami, V. Roche, R. P. Nogueira, and C. Bolfarini, “Corrosion resistance of Fe-based amorphous alloys,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 586, pp. S105–S110, 2014. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.12.130
G.Y. Koga, R.P. Nogueira, V. Roche, A.R. Yavari, A.K. Melle, J. Gallego, C. Bolfarini, C.S. Kiminami, W.J. Botta, “Corrosion properties of Fe–Cr–Nb–B amorphous alloys and coatings,” Surface & Coatings Technology, vol. 254, pp. 238–243, 2014. Available at: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.06.022
A. Fattah-Alhosseini, F. Soltani, F. Shirsalimi, B. Ezadi, and N. Attarzadeh, “The semiconducting properties of passive films formed on AISI 316 L and AISI 321 stainless steels: A test of the point defect model (PDM),” Corrosion Science, vol. 53, no. 10, pp. 3186–3192, 2011. Available at: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2011.05.063
K. Park, S. Ahn, and H. Kwon, “Effects of solution temperature on the kinetic nature of passive film on Ni,” Electrochimica Acta, vol. 56, no. 3, pp. 1662-1669, 2011. Available at: https://doi.org/10.1149/ma2012-02/22/2179
C. Qin, W. Zhang, H. Kimura, K. Asami, and A. Inoue, “New Cu-Zr-Al-Nb Bulk Glassy Alloys with High Corrosion Resistance,” Materials Transactions, vol. 45, no. 6, pp. 1958–1961, 2004. Available at: https://doi.org/10.2320/matertrans.45.1958
S.-J. Pang, C.-H. Shek, T. Zhang, K. Asami, and A. Inoue, “Corrosion behavior of glassy Ni55Co5Nb20Ti10Zr10 alloy in 1N HCl solution studied by potentiostatic polarization and XPS,” Corrosion Science, vol. 48, no. 3, pp. 625–633, 2006. Available at: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.02.013