Study behaviour of corrosion and corrosion fatigue in high strength Al and Al - Li alloys for aeronautic application

A indústria aeronáutica está constantemente à procura de materiais que ofereçam benefícios em termos de redução de peso, desempenho e custo. Corrosão e fadiga em ligas de alumínio são questões importantes na avaliação da vida útil em estruturas de aeronaves e na gestão de frotas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os processos de corrosão e corrosão-fadiga nas ligas 2198-T851 e 7081-T73511, que são promissoras substitutas das ligas 2524-T3 e 7050-T7451 normalmente utilizada pela indústria aeronáutica. As técnicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica, polarização potenciodinâmica em eletrodo cilíndrico rotatório, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), eletrodo vibratório de alta resolução (SVET) e mapeamento de potencial (SKP) foram utilizadas para esclarecer e quantificar os mecanismos de corrosão destas ligas de alumínio. Os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga foram realizados com uma razão de carga (R) de 0,1 e frequência de 15 Hz em ar e 0,1 Hz em meio de névoa salina. As amostras, antes e após os testes de corrosão e corrosão-fadiga foram analisadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV). As características localizadas das quatro ligas estão essencialmente relacionadas com a existência de compostos intermetálicos que, devido à sua natureza diferente, podem ser catódicos ou anódicos em relação à matriz de alumínio. Os resultados de corrosão-fadiga mostraram uma ligeira redução no limite de fadiga para as ligas da série 2XXX e 7XXX. Essa redução pode ser atribuída à formação de cavidades de corrosão (pites). Considerando o estágio de propagação de trinca, o ambiente salino aumentou a taxa de crescimento de trinca para um mesmo intervalo de fator de intensidade de tensão.The aircraft industry is constantly looking for improved materials which offer benefits in terms of performance, weight and cost savings. Corrosion and fatigue of aluminium alloys are major issues in the service life assessment of aircraft structures and in the management of aging air fleets. The aim of this study was to evaluate the corrosion and corrosion fatigue processes of 2198-T851 and 7081-T73511 aluminium alloys, which are promising substitutes for the base line 2524-T3 and 7050-T7451 aluminium alloys normally used in aircraft fabrication. Open circuit potential monitoring (OCP), potentiodynamic polarization, potentiodynamic polarization in rotating cylindrical electrode, eletrochemical impedance spectroscopy (EIS), Scanning vibrating electrode technique (SVET) and Scanning Kelvin Probe (SKP) techniques have been used to clarify and quantify the corrosion mechanisms of these Al alloys. Fatigue and corrosion fatigue tests were carried out an applied stress ratio (R) of 0.1, 15 Hz frequency for air and 0.1 Hz frequency for salt spray using a sinusoidal wave form in all cases. The specimens, before and after corrosion and corrosion-fatigue testing were analyzed using scanning electron microscope (SEM). The localised features of all the four alloys are essentially related to the existence of intermetallics that, due to their different nature, may be cathodic or anodic sites in relation to the Al matrix. SEM and EDS analysis allowed to identify the intermetallics that are more active in determining the corrosion behavior of the specimens. The fatigue corrosion results show a slightly reduction in the fatigue life limit by chloride environment for the 2XXX and 7XXX aluminium alloys in each aged condition might be partially attributed to the formation of corrosion pits. Considering the crack propagation stage, the saline environment increased the fatigue crack growth rate for the same range of stress intensity factor