11 de Febrero de 2015

Instituto Tecnológico de Saltillo

Ingeniería en Materiales

Corrosión y Degradación de los Materiales

Dr. Efraín Almanza Casas

Tarea #2

Luis Antonio Tea Ramírez

Maclaje

En ciertos materiales, por lo general en metales h.c.p., el maclaje es uno de los principales medios de deformación. El maclaje es movimiento de planos de átomos en

la red, paralelo a un plano específico de manera que la red se divide en dos partes simétricas orientadas de forma diferente. La cantidad de movimiento de cada plano de átomos es proporcional a su distancia del plano de maclaje, de manera que se forma una imagen especular.

Las maclas se identifican microestructuralmente como subgranos estrechos con bordes bastante rectilíneos y paralelos que dividen el mono cristal inicial.

Se pueden observar mediante microscopia óptica, al efectuar un ataque químico sensible a las diferencias de orientación.

Influencia de maclas en la Corrosión

Las maclas son al igual que las dislocaciones defectos en la estructura de los metales, por lo que también existe una energía asociada con ellos, aunque es menor que la de los límites de grano. Por lo que también actúan como zonas en las que se depositan impurezas y provocarían la corrosión y presentan un potencial químico diferente debido al cambio en su orientación con respecto a la matriz.

Artículo

Corrosion Resistance of High-Mn Austenitic Steels for the Automotive Industry.

Adam Grajcar. Silesian University of Technology. Poland.

Los requerimientos de la industria automotriz pueden ser cumplidos por la segunda generación de aceros avanzados de alta resistencia (AHSS) que combinan excepcional resistencia y ductilidad además de formabilidad en frío. Estos aceros TWIP (Twinning Induced Plasticity) y L-IP (Light-Induced Plasticity) pertenecen al grupo de aleaciones austeníticas de Alto-Manganeso y son mucho más baratas a comparación de aceros inoxidables de Cr-Ni. Su principal ventaja sobre los aceros de primera generación es la gran susceptibilidad de que la austentita bajo deformación plástica, durante el deslizamiento de dislocaciones, maclaje mecánico o por deformación inducida, transforme a martensita.

Comportamiento Corrosivo

Se le ha dado menor atención a los estudios de la resistencia a la corrosión de los aceros de alto-manganeso, a comparación del estudio de otras de sus propiedades. Fue encontrado que la adición de 25% Mn a aceros de bajo carbono, es muy perjudicial para la resistencia a la corrosión en soluciones acuosas (Zhang y Zhu, 1999).

Más tarde fue alcanzado un mejor efecto por modificación de la composición química, fue descubierto que la adición de Al y Cr a aleaciones Fe-0.26C-30Mn-4Al-4Cr y Fe-0.25C-30Mn-8Al-6Crincrementa considerablemente la resistencia a la corrosión en general, (Hamada, 2007). El rol positivo del Cr en la obtención de capas pasivas en soluciones acidas de 0.5M H2SO4 fue recientemente confirmado en la aleación Fe-25Mn-12Cr-0.3C-0.4N (Mujica, 2010).

Efecto de la deformación

La influencia de la deformación plástica en frio en el comportamiento corrosivo en 3.5 wt.% NaCl fue estudiado en el acero Fe-0.5C-29Mn-3.5Al-0.5Si (Ghayad, 2006). Fue encontrado en base a pruebas potencio-dinámicas, que el acero no muestra tendencia a la pasivación, independientemente de la estructura del acero después del

tratamiento térmico (Sobresaturado, envejecido o envejecido por deformación). Una alta velocidad de corrosión en los especímenes deformados que en los especímenes en un estado sobresaturado, fue resultado de una disolución más rápida del acero causado por las maclas de recocido, las cuales muestran un potencial distinto a la matriz. La velocidad de corrosión más alta fue observada en las muestras envejecidas por deformación, como resultado de la formación de ferrita, la cual junto a la matriz de austenita crea una celda galvánica corrosiva. El incremento en el ataque de la corrosión en los límites de las maclas por deformación fue también observado en aceros Fe-22Mn-0.5C (Mazancova y colab., 2010)

Procedimiento Experimental

Se analizaron dos aceros de alto-Mn de diferente estructura inicial en un medio clorurado y acido. Sus composiciones químicas se presentan en la tabla.

Pruebas de Inmersión

Las pruebas de inmersión fueron usadas para determinar la resistencia a la corrosión de los aceros en su estado inicial (después del rolado termo-mecánico) y después de la deformación en frío. La resistencia a la corrosión fue investigada en dos soluciones: 1N H2SO4 y 3.5wt.% NaCl.

Pruebas de Polarización potencio-dinámica

La investigación del comportamiento de la corrosión electroquímica fue hecho en un potenciostato PGP 201 usando una celda convencional de tres electrodos consistiendo de un electro de referencia SCE (saturated calomel refernce electrode), un contra electrodo de platino y el espécimen en estudio como el electrodo de trabajo.

Resultados y discusiones

Los resultados de las pruebas de inmersión, después de 100 horas de inmersión en la solución de H2SO4 nos dicen que ambos aceros mostraron un decremento importante en el porcentaje de masa entre el 38 y 41%. La pérdida de masa de las muestras sumergidas en NaCl es alrededor de 100 veces menor. La diferencia es debido a diferentes mecanismos corrosivos. Cuando la solución es acida, el proceso de corrosión ocurre de acuerdo a la despolarización del hidrogeno, mientras que en un medio clorurado es correspondiente con la despolarización del oxígeno.

En ambos aceros, inmersos después de la deformación en H2SO4 fueron observadas muchas picaduras de corrosión. La cantidad y tamaño de las picaduras fueron muy altas y están formados a lo largo de toda la superficie de los especímenes. Lugares preferentes para la formación de estas picaduras son las superficies donde se concentran inclusiones no metálicas, las cuales son además un lugar probable para la penetración de hidrogeno. Lugares de la acumulación de hidrogeno son visibles en la muestras que revelan la estructura del acero después de la deformación en frío. Usualmente, estos lugares son las elongaciones de inclusiones no metálicas, límites de grano y/o límites de macla. Después de 100 horas de inmersión en H2SO4 ambos aceros muestran una pérdida de masa entre 47 y 49% lo cual dice que la deformación

en frio aumenta un poco ésta perdida, en comparación a los especímenes iniciales. Lo contrario es verdad para la solución en NaCl.