JOAO VICTOR DE SOUSA ARAUJO

JOAO VICTOR DE SOUSA ARAUJO

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Influência dos tratamentos termomecânicos na microestrutura e no comportamento de corrosão da liga AA2198
2019 - ARAUJO, JOAO V. de S.
Ligas Al-Cu-Li têm mostrado grandes vantagens em relação às ligas convencionais de Al-Cu-Mg usadas na indústria aeroespacial, devido à suas excelentes propriedades, como alta resistência à fadiga e baixa densidade. As propriedades mecânicas destas ligas dependem de sua microestrutura, e esta, por sua vez, dos tratamentos termomecânicos aos quais as ligas são submetidas durante o processo de fabricação. Neste estudo, os efeitos de três tratamentos termomecânicos, T3 (deformação em uma direção e envelhecimento natural), T8 (deformação em uma direção e envelhecimento artificial) e T851 (deformação em duas direções e envelhecimento artificial), na resistência à corrosão da liga 2198, foram avaliados por ensaios de imersão e ensaios eletroquímicos, em soluções contendo íons cloreto (Cl-). A fase T1 (Al2CuLi) é a principal responsável pelo endurecimento desta liga. A presença deste precipitado foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), microdureza e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os resultados de análises de microestrutura e microdureza mostraram diferenças para as ligas submetidas aos três tratamentos. As ligas submetida aos tratamentos T8 e T851 mostraram maior densidade de fase T1 em relação ao tratamento T3. Esta fase é eletroquimicamente mais ativa do que a matriz de alumínio e, quando exposta a meios corrosivos, resulta em corrosão localizada severa (CLS), proveniente de ataque cristalográfico. A CLS tem como principal característica a evolução de gás hidrogênio, o que foi confirmado pelos ensaios de visualização em gel e de microscopia eletroquímica de varredura (SECM). Por outro lado, a liga 2198-T3 apresentou corrosão por pites que resultou na formação de cavidades ou trincheiras (trenching) associadas aos intermetálicos de dimensões micrométricas. Estes geram descontinuidades no filme passivo e criam micropilhas, dando início ao processo de corrosão localizada da liga. Os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica e da técnica de varredura do eletrodo vibratório (SVET) confirmaram as observações dos ensaios de imersão, desde as primeiras horas de ensaio. Foi observada menor resistência à corrosão localizada para as ligas T8 e T851 quando comparadas com a liga T3. Os resultados permitiram concluir que os tratamentos termomecânicos T8 e T851 são prejudiciais para a resistência à corrosão da liga 2198.
Estudo da influência dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na microestrutura e no comportamento de corrosão da liga AA2198
2018 - ARAUJO, JOAO V. de S.; XAVIER, MARIANA M.; MACHADO, CARULINE S.C.; QUEIROZ, FERNANDA M.; COSTA, ISOLDA
Al-Cu-Li alloys present advantages in relation to conventional Al-Cu alloys in applications for aerospace industry due to their low density and good mechanical properties. The mechanical properties of these alloys depend on their microstructure and this is affected by the thermomechanical treatments to which the materials are submitted during their fabrication process. In the present study, the effects of T8 and T851 thermomechanical treatments on the corrosion resistance of the AA2198 alloy were compared. The main hardening precipitate in Al-Cu-Li alloys is the T1 phase, (Al2CuLi). The presence of this precipitate in the AA2198-T8 and T851 alloys was analyzed by transmission electron microscopy (TEM). The microstructure of both alloys was evaluated by Vickers micro hardness and differential scanning calorimetric (DSC) measurements and the results obtained were correlated. The results showed higher density of T1 phase for the T851 condition. Besides, microstructural characterization revealed elongated grains for the T8 condition and equiaxed grains for T851 condition. These results were related to the corrosion behavior of both alloys by immersion and gel visualization tests.
Estudo da influência dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na microestrutura e na resistência à corrosão da liga AA2198
2018 - ARAUJO, JOAO V. de S.; XAVIER, MARIANA M.; MACHADO, CARULINE S.C.; QUEIROZ, FERNANDA M.; COSTA, ISOLDA
Ligas de Al-Cu-Li têm mostrado grandes vantagens em relação às convencionais ligas de Al-Cu usadas na indústria aeroespacial, devido as boas propriedades mecânicas e baixa densidade. As propriedades mecânicas destas ligas dependem de sua microestrutura e esta por sua vez dos tratamentos termomecânicos na qual as ligas são submetidas durante o processo de fabricação. Neste estudo os efeitos de dois tratamentos termomecânicos, T8 e T851, na resistência a corrosão da liga AA2198 foram comparados. O principal precipitado endurecedor destas ligas, a fase T1 (Al2CuLi), foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados de microestrutura, microdureza e calorimetria diferencial de varredura (DSC) mostraram diferenças para as ligas com os dois tratamentos. A liga submetida ao tratamento T851 mostrou maior densidade de fase T1. Além disso, a caracterização microestrutural revelou grãos alongados para o tratamento T8 e grãos equaxiais para tratamento T851. Estes resultados foram comparados com os do ensaio de imersão e de visualização em gel.
Influência da composição da solução de tratamento de superfície na resistência à corrosão da liga AA2024-T3
2019 - KLUMPP, RAFAEL E.; SILVA, REJANE M.P. da; DONATUS, UYIME; MACHADO, CARULINE de S.C.; AYUSSO, VICTOR H.; MILAGRE, MARIANA X.; ARAUJO, JOAO V. de S.; COSTA, ISOLDA
Os tratamentos de superfície de ligas de alumínio em soluções contendo íons de terras raras têm se mostrado promissores para a substituição dos tratamentos que utilizam íons de cromo hexavalente em sua composição. A composição das soluções de tratamento com terras raras é um fator importante na propriedade de proteção à corrosão da camada superficial formada. Neste trabalho, o efeito da adição de peróxido de hidrogênio à solução de tratamento para proteção à corrosão da liga AA2024-T3 foi investigado por técnicas eletroquímicas e microscópicas. Os resultados mostraram que a adição do peróxido de hidrogênio altera a morfologia da camada, o mecanismo de formação desta e resulta em propriedades de proteção levemente inferiores às da camada formada na ausência de peróxido.
Effect of galvanic coupling on the corrosion susceptibility of friction stir weldment of AA2198-T851 alloy
2018 - COSTA, I.; DONATUS, U.; MILAGRE, M.X.; MACHADO, C.S.C.; ARAUJO, J.V.S.
The AA2198-T851 alloy is a new generation Al-Li alloy which finds application in the aerospace industry. Its preference over conventional Al alloys is premised on the fact that it exhibits better strength to weight ratio and improved fatigue resistance due to the addition of Li as a major alloying element. However, it is a relatively new alloy and its processing-structure-property-performance relationship is far from being established. This is very true for the relationship between its structure and corrosion resistance which is very scarce in the literature. Our recent findings have revealed that this alloy is highly susceptible to severe localized corrosion which is caused by the abundance of active hexagonal T1 (Al2CuLi) particles in its microstructure. The corrosion susceptibility is further promoted by the non-uniform precipitation of these particles which are often preferentially concentrated in bands aligned parallel to the {111}Al. Furthermore, bulk zonal heterogenities with pronounced non-uniform distribution of the active T1 particles are created when this alloy is welded using friction stir welding. The friction stir welding process is a solid state welding process that has been adjudged to be the best welding technique for Al alloys. Nonetheless, this process generates different zones in the weldments of Al alloys. Thus, zones exhibiting different electrochemical characteristics and severe galvanic interactions can occur when the weldment is exposed to a corrosive media. The galvanic interactions can lead to a faster propagation of attack in the most susceptible region of the weldment, which in this case is the parent material (with the highest volume fraction of the T1 particles). To establish this, the galvanic interactions between the zones of the weldment have been investigated by separately exposing the parent material and the stir zone of the weld and then by exposing the entire weldment using NaCl and EXCO solutions. Optical, scanning electron and transmission electron microscopes were also employed in the study. The results revealed that the parent material of the weldment was the most susceptible (as previously mentioned) and appeared to corrode at a faster rate when coupled to the more cathodic stir zone, thermomechanically affected zone and the heat affected zones of the weldment (with lower volume fraction of the T1 particles). The modes of corrosion in the zones of the weld were also observed to be different. However, the most susceptible region corroded intragranularly with the grain boundaries exhibiting more noble electrochemical characteristics.
Influence of the Alusi® coating on corrosion resistance of press hardened steel
2018 - BOLSANELLO, M.F.; ARAUJO, J.V.S.; COSTA, I.; ROSSI, J.L.
Press hardened steels (PHS) have been used in the last decades by automotive industries to aggregate the improvement of vehicle safety with the reduction of its heavy, also reducing CO2 emissions. This material category, also called ultrahigh strength boron manganese steels, is capable to succeed hot stamping process, a development of the cold stamping process, that avoids spring back and allows the attainment of complex geometries. Hot stamping process consists basically on heating a steel blank until its austenitization, transferring it to press tooling, forming and quenching it to fully martensitic transformation. Besides all the advantages in the final product, the step consisted in the transference from the furnace to the press is critical for the steel, once the absence of a protective atmosphere might promote deleterious steel oxidation. To solve this problem, ArcelorMittal developed a precoated boron steel, with aluminum-silicon metallic coating, named Alusi®. The addition of this metallic layer prevents steel oxidation and peeling, however laboratorial tests indicated that the coating addition affects mechanical properties of the steel substrate, requiring special cares during conformation process. When submitted to elastic deformation, extensive cracks can form in the coating, and affect the corrosion resistance of the steel. To investigate the influence of the Alusi® coating on ultrahigh strength boron manganese steel corrosion resistance, samples of this material were analyzed with and without the coating, and results obtained were compared to evaluate the interference of the coating on the corrosion process. The tests include open circuit potential measurement, to compare the stabilization of the steel with and without the coating; electrochemical impedance spectroscopy, to compare the effectiveness of the corrosion resistance; and immersion trials, interrupted every two hours in order to monitor the formation of corrosion products. The results obtained for the two groups of samples were compared, to weigh the advantages and disadvantages of using the Alusi® on hot stamping process.
The effect of FSW on microstructure and intergranular corrosion of the AA2198- T8 alloy
2018 - MACHADO, C.S.C.; DONATUS, U.; ARAUJO, J.V.S.; KLUMPP, R.E.; MILAGRE, M.X.; GIORJAO, R.A.R.; MOGILI, N.V.V.; COSTA, I.
In this investigation, the intergranular corrosion (IGC) resistance of the AA2198-T8 alloy welded by friction stir welding (FSW) was investigated by ASTM G110-97 test. The different zones resulting from FSW showed distinct resistances to intergranular attack depending on the heating and/or mechanical effects produced by welding. The base metal (BM) was the most susceptible to IGC whereas the thermomechanically affected zone (TMAZ) and the stir zone (SZ), presented the highest resistances to IGC comparatively to the other zones. The results of IGC tests were correlated with those of thermal simulation, microhardness measurements, transmission electron microscopy (TEM) and optical microscopy (OM). The dissimilarities in corrosion resistance of the various zones were associated to differences in hardening phase quantities between the various zones. In the BM and HAZ, T1 phase, the main hardening phase, was found at grain boundaries and it resulted in IGC susceptibility. The slight IGC observed in the SZ and TMAZ was not associated with T1 phase which was rarely found but to another precipitate (T2 phase) which was found preferentially located at the grain boundaries in these zones.
Efeito dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na susceptibilidade a exfoliação e corrosão intergranular da liga AA2198
2018 - ARAUJO, J.V.S.; MACHADO, C.S.C.; MILAGRE, M.X.; COSTA, I.; FERREIRA, R.O.; VIVEIROS, B.G. de
As ligas Al-Cu-Li são ligas avançadas de grande interesse para a indústria aeronáutica devido à baixa densidade e alta resistência mecânica destas. Apesar destas vantages, estas apresentam susceptibilidade a diferentes tipos de corrosão. Além disso, os tratamentos termomecânicos aos quais são submetidas durante o processo de fabricação, afetam a microestrutura destas ligas bem como a resistência à corrosão destas. Existem alguns trabalhos publicados sobre a resistência à corrosão destas ligas, porém nestes trabalhos não se faz um comparação entre os efeitos dos diferentes tratamentos termomecânicos. Neste estudo foi investigado os efeitos dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na susceptibilidade à corrosão por exfoliação e corrosão intergranular (IGC) da liga AA2198, segundo as normas ASTM G34 e ASTM G110, respectivamente. Os resultados mostraram significativas diferenças na microestrutura das duas condições, com liga submetida ao tratamento T8 apresentando grãos alongados enquanto a exposta ao tratamento T851, grãos equaxiais. Ambas as ligas apresentaram suscetibilidade a exfoliação. Entreanto, enquanto a liga T8 apresentou susceptibilidade à corrosão intergranular e intragranular, a liga T851 não foi suscetível à corrosão intergranular, apresentando ataque de corrosão dentro dos grãos, ou seja, corrosão intragranular.
Comparação da resistência a corrosão localizada de ligas de alumínio pela técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET)
2018 - MILAGRE, M.X.; ARAUJO, J.S.; MACHADO, C.S.C.; DONATUS, U.; COSTA, I.
As ligas Alumínio-Cobre-Lítio (Al-Cu-Li) foram desenvolvidas como substitutas para as ligas convencionais de Al-Cu. Apesar de apresentarem melhor módulo específico também são suscetíveis à corrosão localizada. As técnicas eletroquímicas convencionais são ferramentas úteis para entender o comportamento de corrosão das ligas de Al, no entanto elas dão uma resposta global dos fenômenos de corrosão. Neste trabalho, a técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET) foi utilizada para comparar os mecanismos de corrosão de algumas ligas de Al. Os ensaios com SVET foram realizados em solução de NaCl 0,005 mol L-1 durante 24 h e os mapas foram obtidos a cada 2 h para as ligas AA2024-T3, AA2098-T351 e AA2198-T851. Os resultados mostraram diferentes mecanismos para cada liga sendo que as ligas Al- Cu-Li maiores densidades de corrente associadas a corrosão severa localizada em relação a liga AA2024-T3.
Avaliação da resistência a corrosão intergranular da liga AA 2198-T851 soldada pelo processo FSW
2016 - MACHADO, C.S.C.; MILAGRE, M.X.; ARAUJO, J.V.; TERADA, M.; COSTA, I.
In this work, the intergranular corrosion resistance of the Al-Cu-Li AA2198- 851 alloy, welded by friction stir welding (FSW) has been evaluated by ASTM G110-97 procedure. There was no susceptibility to intergranular corrosion of this alloy in the tested conditions.