AULA 8 - CORROSÃO - PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

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AULA 8 - CORROSÃO 
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Olá futuro engenheiro! Seja bem vindo ao mundo dos materiais!
Dando continuidade à sua aprendizagem em Ciência e Tecnologia dos Materiais, 
agora você vai aprender como selecionar, na prática, as ligas metálicas levando em consideração a resistência à Corrosão e alguns tipos de falhas em serviço. 
Esse conhecimento vem de encontro à necessidade do engenheiro em 
especificar um determinado material levando não só em consideração as propriedades e a resistência mecânica das ligas metálicas, mas também a sua resistência à Corrosão.
Nesta aula, o aluno irá mergulhar no mundo real, onde os materiais, por melhor que 
tenham sido selecionados, estarão sempre submetidos às condições de trabalho que poderão levá-los à falhas de serviço prematuras, ora devido à corrosão, ora devido aos fenômenos de fadiga, fluência, etc.
O aprendizado desta aula permitirá ao aluno 
familiarizar-se com os tipos de falhas mais comuns em serviço e, de forma básica, como aplicar os conceitos aprendidos para tratar o problema.
Definição:
Corrosão: Fenômeno segundo o qual os metais tendem, sob a ação de agentes atmosféricos ou de reativos químicos, a voltar ao seu estado de primitivo, sofrendo, assim, uma deterioração de suas propriedades.
"É a deterioração de um material ou das suas propriedades, devido à reação com o meio envolvente”
Para ocorrer a corrosão, são necessários alguns fatores combinados, são eles:
Área nódica: Onde ocorrerá reações de oxidação do metal.
Área catódica: Área onde ocorrerá reações de redução.
Eletrólito: Fluido condutor que transporta a corrente elétrica do anodo ao 
catodo.
Circuito metálico: Ligação entre o anodo e o catodo “Pilha Galvânica”.
Mecanismos de corrosão
Uma vez identificada a ocorrência de um processo corrosivo, deve-se estudar:
A extensão do ataque.
O seu tipo.
A morfologia.
Levantamento das prováveis causas - fundamental para o esclarecimento do mecanismo.
Controle efetivo.
Na industria Química e Petroquímica, 60 % das falhas de equipamentos estão ligados direta ou indiretamente às falhas por corrosão, com a predominância da corrosão localizada (pitting).
Custos da corrosão no Brasil
Considerando o PIB brasileiro da ordem de US$ 500 bilhões, podemos estimar:
Custo total anual da corrosão: 3% PIB ou US$ 15 bilhões.
Custo direto anual dos meios de combate à corrosão 1,38% PIB ou US$ 6,9 bilhões.
Adotando-se práticas já conhecidas e adequadas ao controle e combate à corrosão, podem ser 
economizados anualmente 1% PIB ou US$ 5 bilhões
Veja que interessante:
Em apenas uma semana, a ferrugem começou a revelar o anúncio, já que parte da placa que não era feita de alumínio foi sendo corroída.
No final de um mês, toda a placa já tinha sido 
atacada pela ferrugem e o anúncio ficou, então, totalmente visível. A imagem do carro e o título “All Aluminium Audi A2”, protegidos pelo alumínio, permaneceram intactos.
Toda essa produção para dizer: 
alumínio não enferruja; logo, o Audi A2 também não. Simples, mas uma idéia fantástica, não é mesmo?
Noções de tipos de fraturas de materiais
O processo de fratura é normalmente súbito e catastrófico, podendo gerar grandes acidentes.Envolve duas etapas: formação de trinca e propagação.
Pode assumir dois modos:
Dúctil e Frágil
Dúctil: O material se deforma substancialmente antes de fraturar. 
O processo se desenvolve de forma relativamente lenta à medida que a trinca propaga.
Este tipo de trinca é denominado estável porque ela para de se propagar, a menos que haja um aumento da tensão aplicada no material.
Frágil: O material se deforma pouco antes de fraturar.
O processo de propagação de trinca pode ser muito veloz, gerando situações catastróficas.
A partir de um certo ponto, a trinca é dita instável porque se propagará mesmo sem aumento da tensão aplicada sobre o material.
Transição dúctil-frágil
A ductilidade dos materiais é função da temperatura e da presença de impurezas. Materiais dúcteis se tornam frágeis à temperatura mais baixas. Isso pode gerar situações desastrosas caso a temperatura de teste do material não corresponda à temperatura efetiva de trabalho.
Exemplo: Os navios tipo Liberty da época da 2ª Guerra que literalmente quebraram ao meio. Eles eram fabricados de aço com baixa concentração de carbono que se tornou frágil em contato com as águas frias do mar.
Fadiga
Fadiga é um tipo de falha que ocorre em materiais sujeitos à tensão que varia no tempo.
A falha pode ocorrer a níveis de tensão substancialmente mais baixos do que o limite de resistência do material. 
É responsável por ≈ 90% de todas as falhas de metais, afetando também polímeros e cerâmicas.
Ocorre subitamente e sem aviso prévio. 
A falha por fadiga é do tipo frágil, com muito pouca deformação plástica.
Fatores que afetam a vida de fadiga
Nível médio de tensão: Quanto maior o valor médio da tensão, menor é a vida.
Efeitos de superfície: A maior parte das trincas que iniciam o processo de falha se origina na superfície do material. Isso implica que as condições da superfície afetam fortemente a vida de fadiga.
Projeto da superfície: evitando cantos vivos.
Tratamento da superfície: eliminar arranhões ou marcas através do polimento; tratar a superfície para gerar camadas mais duras – carbonetação – e que produzem tensões compressivas que compensam parcialmente a tensão externa.
Fluência
Fluência é a deformação plástica que ocorre em materiais sujeitos a tensões constantes, a temperaturas elevadas. 
Turbinas de jatos, geradores a vapor.
É muitas vezes o fator limitante na vida útil da peça.
Torna-se importante para metais a temperaturas ≈0.4Tf
Na região primária, o material encrua, tornando-se mais rígido, e a taxa de crescimento da deformação com o tempo.
Na região secundária, a taxa de crescimento é constante – estado estacionário – devido a uma competição entre encruamento e recuperação.
Na região terciária, ocorre uma aceleração da deformação causada por mudanças microestruturais tais como rompimento das fronteiras de grão.
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