Metodologia Experimental

A metodologia utilizada na presente pesquisa tem por objetivo fazer um levantamento detalhado de um problema de corrosão em peças e possibilitar avaliar matérias primas através de um “procedimento experimental” que, encontra-se dividido da seguinte forma: busca e registro de informações, avaliação de matérias primas e avaliação da influência dos elementos considerados residuais (Cu e Zn).

3.2.1. Abordagem Inicial - Busca e Registro de Informações

Esta abordagem inicial teve como objetivo levantar dados já existentes e fazer um levantamento do processo de fundição junto à indústria. Neste levantamento também foram estudadas as especificações e o recebimento da matéria prima, em seguida foram avaliadas as práticas realizadas pela indústria como, relatórios de acompanhamento do produto em serviço, casos de rotores corroídos em aplicações e relatórios de consultoria fornecidos por empresas especializadas na caracterização de ligas de alumínio. Em seguida foram realizadas avaliações nos laboratórios da UDESC em rotores corroídos retirados de motobombas em serviço, usando análise via microscopia ótica, para determinação os mecanismos de corrosão e efetuar análise via microscopia eletrônica de varredura para observação das fases e/ou precipitados possivelmente responsáveis pela ocorrência da corrosão.

Com o objetivo de obter dados concretos a respeito do problema em questão. Foram fundidas amostras na forma de rotores, sob condições normais de fabricação na fundição da indústria Schneider, parceira nesta pesquisa, bem como amostras fundidas na forma de rotores no LabFund/DEM/UDESC. As amostras foram usinadas no processo normal da fábrica e submetidas aos ensaios de campo. Estes ensaios de campo tiveram como objetivo buscar informações com a realização de alguns testes práticos (ensaios de campo) com especial ênfase em ambientes aquosos, verificando a compatibilidade entre um determinado meio corrosivo e o material do rotor. Dentre as inúmeras variáveis que

poderiam ser analizadas, neste tipo de teste, optou-se por avaliações em condições de ambientes aquosos estáticos (rotores em condições estáticas em determinados ambientes), podendo ser divididos em duas formas:

a) Verificação da forma de corrosão: Esta etapa teve como objetivo comparar de forma

visual, rotores fundidos na indústria, com percentuais elevados de Cobre e de Zinco, com o objetivo de evidenciar problemas enfrentados pela indústria no caso destas peças. Também foram preparadas amostras com as ligas 356.1 (liga com menor grau de pureza em relação a liga A356.1), obtidas sob condições de fundição da indústria, e sob condições controladas em laboratório adotado para esta pesquisa. Estas amostras foram submetidas às mesmas condições em um tanque com 8000 litros de água da concessionária, que é utilizada nos ensaios de performance hidráulica de motobombas, sendo esta movimentada, filtrada e tratada com cloro em níveis de pH de 7 ±1. As amostras foram usinadas nas mesmas condições e colocados no tanque durante um mesmo período de tempo. Os resultados foram avaliados com base no aspecto superficial da corrosão ocorrida nos rotores e serão apresentados na forma de figuras como simulações de ensaios de corrosão em campo.

b) Verificação do processamento do rotor: Outra condição foi variar o processamento do

rotor, como a usinagem com fluídos de corte diferentes, lubrificantes de corte alternativos como o querosene e álcool, ou usinagem a seco. Como meio corrosivo, optou-se por uma cuba de plástico contendo 2 litros de água, comumente utilizada nestes componentes (rotores de motobombas fundidos em alumínio) como, água potável da rede de fornecimento (contendo cloro e outros produtos) e água natural. Foram comparadas amostras fundidas e processadas na indústria em grande quantidade e nas mesmas condições. As matérias primas utilizadas foram as ligas A356.1 e 356, com composição química de acordo com a Tabela 3.1.

3.2.2. Avaliação de Matérias Primas

Com base no levantamento do problema foi elaborado um programa experimental no qual a única variável foi à composição química da liga, tomando–se como padrões de comparação às ligas comerciais A356 e 356 com baixos teores de elementos residuais, conforme mostra a tabela 3.1. Nesta série de corridas experimentais foram avaliadas duas

ligas produzidas por uma empresa especializada na fabricação de ligas de alumínio seguindo as especificações das normas para as ligas A356.1 e 356.1 e uma liga obtida a partir de materiais considerados como sucata (contendo defeitos como porosidades e inclusões) do processo de fundição da empresa fabricante da peça em estudo, onde a refusão destas peças tem por objetivo verificar a contaminação da liga usando sucata (retornos) de má qualidade. Também foi verificada a influência do elemento Fe sobre a liga A356 adicionando-se 1% deste elemento. Os teores dos elementos em cada uma destas ligas são mostrados na tabela 3.2.

3.2.3. Avaliação da Influência dos Elementos Residuais (Cu e Zn) – Ensaios de Laboratório

Esta etapa teve como objetivo determinar os teores mínimos de impurezas (Cu, Zn e Cu+Zn combinados) a partir dos quais ocorre corrosão severa na liga estudada. Estes elementos foram escolhidos, pois são citados na literatura como prejudiciais sob o ponto de vista de resistência à corrosão em ligas de alumínio e também porque foi constatado no levantamento do problema, que estes elementos estavam presentes nas amostras que haviam apresentado corrosão em aplicações de rotores de motobombas, onde os corpos de prova foram obtidos tomando–se como padrão de comparação a liga comercial A356 com baixos teores de elementos residuais (Cu e Zn), conforme mostra a tabela 3.1. e foram obtidos de acordo com o “programa experimental” adotado nesta pesquisa.