CARACTERIZAÇÃO, ESTUDO DO COMPORTAMENTO ELETROQUÍMICO E SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA LIGA HIPEREUTÉTICA Al-2%Fe TRATADAS POR REFUSÃO A LASER

A técnica de Refusão Superficial a Laser (RSL) tem se configurado como uma ferramenta de crescente interesse nos últimos anos, por sua capacidade de melhorar o desempenho à corrosão das ligas de alumínio, tendo como resultado a formação de camadas fundidas finas com microestruturas refinadas que são praticamente isentos de precipitados intermetálicos e inclusões. As amostras tratadas com laser são muito mais homogêneas quimicamente do que o material base. Esta técnica é versátil e promissora e pode ser utilizado para modificar a região superficial por processos de fusão e solidificação rápida sem afetar a propriedade da amostra base. No presente trabalho utilizou-se a técnica de RSL sem proteção a gás com 2 kW Yb-fibra laser (IPG YLR-2000S) que foi aplicado na liga hipereutética Al-2%Fe a fim de analisar as modificações causadas pelo tratamento, para tanto foram avaliadas a microestrutura resultante, qualidade superficial (rugosidade), dureza e a resistência à corrosão em meio aerado à 25C em solução de H2SO4 0,1 mol/L. O estudo da corrosão foi analisado por diferentes técnicas tal como o monitoramento do potencial de corrosão, voltametria cíclica e ensaios de polarização potenciodinâmicas (micro e macropolarização), além da técnica de espectroscopia da impedância eletroquímica (EIE). Através da EIE, pôde-se caracterizar o comportamento eletroquímico da camada tratada e estipular os valores do circuito equivalente formado por resistores e capacitores e indutores. Para tanto foram gerados circuitos elétricos equivalentes aos dados apresentados pela EIE utilizando ferramentas matemáticas computacionais, sendo o software Matlab com ferramentas (toolbox) escolhido para realização desta etapa. Os resultados desta pesquisa indicaram que o tratamento superficial a laser efetuado na liga Al-2%Fe conduziu à formação de uma estrutura com microestrutura mais compacta, homogênea e refinada, levando ao aumento de dureza superficial em torno de 60,7% em relação ao material base, redução de rugosidade e taxas de corrosão de aproximadamente 11 vezes menor quando comparada com a liga não tratada, evidenciando assim a eficiência do tratamento RSL para melhorar a qualidade superficial das peças em termos de resistência ao desgaste à corrosão.The technique of remelting superficial laser (RSL) has been set up as a tool of increasing interest in recent years because of its ability to improve the corrosion performance of aluminum alloys, as a result of the formation of thin melting layers, with refined microstructures and practically free of intermetallic precipitates and inclusions. The laser treated samples are much more chemically homogeneous than the base material. This technique is promising versatile and it can be used to modify the surface region by melting and rapid solidification processes without affecting the property of the base material. In this study we used the RSL technique in a media without gas protection and with 2 kW Yb-fiber laser (IPG YLR-2000S), it was applied to the hypereutectic alloy Al-2.0 wt%Fe in order to analyze the changes caused by the treatment, therefore the resultant microstructure was evaluated, as well as, the surface quality (roughness), hardness and corrosion resistance in the aerated media 25C, solution of H2SO4 0.1 mol/L. The study of corrosion was analyzed by different techniques such as corrosion potential measurement, cyclic voltammetry and potentiodynamic polarization tests (micro and macro polarization) and the technique of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). By EIS technique, the characterization of the electrochemical behavior of the treated layer was performed and the values of the equivalent circuit, composed of resistors, capacitors and inductors. Therefore equivalent electrical circuits were generated according to the results presented by EIS using computational mathematical tools and Matlab software (tools toolbox) was used to perform this step. These results showed that the laser surface treatment performed on the alloy Al-2.0 wt%Fe resulted to the formation of a more compact structure, homogeneous and finer microstructure, producing an increase in microhardness at about 60.7% compared to the base material, reducing roughness, and corrosion rates was of approximately 11 lower smaller when compared to the untreated alloy, the laser treated layer has behaved passively in a wide range of potential, the polarization resistance of the treated layer was higher in relation to the untreated sample, by the EIS technique at high frequencies the samples had capacitive behavior, however, at low frequencies the samples had an inductive behavior. The treated layer thus evidence the effectiveness of treatment RSL to improve the surface quality of the samples and wear and corrosion resistance