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Cientistas descobrem como corrosão se espalha em liga de alumínio

Cientistas descobrem como corrosão se espalha em liga de alumínio

Pesquisadores da Universidade do Estado de Ohio, Estados Unidos, estão descobrindo novas pistas sobre como o processo de corrosão ataca ligas de alumínio utilizadas em aviões e em vários outros produtos industriais.

Eles desenvolveram um modelo estatístico da deterioração e fizeram uma simulação por computador, utilizando uma analogia singular: um muro de tijolos com rachaduras. O resultado foi não apenas um melhor entendimento da corrosão no alumínio, mas também da corrosão em diversos outros tipos de ligas metálicas.

Embora a liga de alumínio, chamada 2024-T3 seja forte e resistente à corrosão em geral, ela é vulnerável à corrosão intergranular, um tipo de corrosão que ocorre quando minúsculos furos na superfície se transformam em fissuras ao longo da peça, enfraquecendo a estrutura.

A equipe, liderada por Gerald Frankel e Doug Wolfe, irá publicar o resultado da pesquisa, um modelo de corrosão intergranular em ligas com uma precisão quase perfeita, no exemplar de Dezembro do Jornal de Planejamento Estatístico e Inferência.

O modelo matemático poderá permitir que os engenheiros simulem a progressão de pontos de corrosão, substituindo a peça quando sua integridade estiver ameaçada.

Ligas metálicas são formadas por inúmeros grânulos individuais, que nada mais são do que regiões onde os átomos estão alinhados em uma direção definida. Enquanto em um material de alumínio comum essas regiões podem ser vistas a olho nu, nas ligas aeroespaciais os grânulos são microscópicos.

As fissuras seguem um padrão aleatório na região fronteiriça entre os grânulos. Algumas vezes a corrosão pode simplesmente dar a volta em torno de um grânulo e ficar circunstrita. Mas, muitas vezes, ela vai atacando a região intermediária dos grânulos vizinhos e se espalha por toda a peça.

Wolfe e o estudante Shiling Ruan analisaram a possibilidade de que uma fissura crescesse a partir de um lado de uma lâmina de alumínio e a atravessasse completamente. Baseando-se em milhares de simulações, eles descobriram que, até emergir do outro lado, uma fissura percorrerá um caminho que terá um comprimento de 4,29 vezes a espessura da lâmina.

Ao submeter a teoria a testes reais de laboratório, os pesquisadores chegaram a um número muito próximo: 4,25.

Eles descobriram que o que determina o comprimento da fissura não é a direção que ela toma a partir de seu início, mas o que acontece quando ela atinge uma interseção, um ponto na liga onde se encontram as bordas de três grânulos. Nesses pontos, a fissura pode continuar seguindo um caminho reto, virar ou, para surpresa dos cientistas, saltar a interseção.

Fissuras com poucos saltos têm comprimentos pequenos, espalhando-se pouco pela liga. No futuro, os engenheiros poderão projetar a microestrutura de um material para aumentar a probabilidade de saltos, o que aumentará sua resistência à corrosão intergranular.





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