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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Avaliação da resistência à corrosão de aços IF revestidos com zinco e ligas de zinco-ferro destinados à industria automobilística
Authors: Rodrigo Jose Alves Marques
First Advisor: Geralda Cristina Durães de Godoy
First Referee: Monica Maria de Abreu Mendonca Schvartzman
Second Referee: Evandro de Azevedo Alvarenga
Abstract: Uma das maiores mudanças ocorridas nos últimos anos em relação à aplicação do aço como elemento estrutural, foi a utilização de aços revestidos com zinco para situações que exigem maior resistência à corrosão. A pressão dos usuários finais e dos fabricantes, que ocorreu na década de 80, foram as principais responsáveis por esse aumento do uso de aços galvanizados. Um outro fator, que contribuiu para essa mudança foi o súbito aumento da qualidade dos produtos revestidos. Uma ampla gama de produtos de aço galvanizados está disponível a partir de linhas de produção de tiras contínuas, tecnologicamente avançadas (eletrogalvanização e galvanização a quente) oferecendo especificações de revestimento com requisitos especiais da indústria automobilística (qualidade superficial, conformabilidade, soldabilidade e controle de espessura de camada, etc.).Dentro desse contexto, a resistência à corrosão de aços ultrabaixo carbono livre de átomos intersticiais sem revestimento metálico, eletrogalvanizado e galvanizados a quente com zinco e ligas de zinco-ferro, fosfatizados e pintados na indústria automobilística, foi avaliada neste trabalho por intermédio de testes acelerados cíclicos de corrosão e de campo com aspersão de solução salina. Foram empregados os seguintes testes: o SAE J2334:2003/Modo manual, o GM 9540P:1997 e o ISO 11474:1998, todos freqüentemente utilizados pelo setor automotivo.Para realização deste estudo, foram produzidos, em escala industrial, aços IF, revestido com zinco (EG e GI) e ligas de zinco-ferro (GA) com massas de camada de 60/60 g/m2 e 40/40 g/m2. Como referencia, para a avaliação da resistência à corrosão, utilizou-se um aço IF, sem revestimento metálico, fosfatizado e pintado.Os corpos-de-prova utilizados neste estudo foram adequadamente pintados numa linha de pintura automotiva industrial. Antes da realização dos testes acelerados cíclicos de corrosão, o revestimento metálico, a camada de fosfato e a película seca de tinta foram caracterizados.Como resultado, observou-se que, para a mesma massa de revestimento metálico, o aço revestido com ligas de zinco-ferro apresentou melhor resistência à corrosão que os aços revestidos apenas com zinco puro. Atribuiu-se esse melhor desempenho às características morfológicas do revestimento do aço com ligas zinco-ferro. A melhor aderência à pintura se deve à superfície áspera/rugosa.Verificou-se que a massa de camada influenciou a resistência à corrosão dos aços galvanizados a quente com tratamento da camada de zinco, fosfatizados e pintados.Verificou-se também, que foram necessários três testes SAE J2334/Modo manual completos (4320h ou seis meses) para se obter dados mensuráveis e confiáveis; enquanto com o teste GM 9540P apenas um teste completo (1920h ou 2,6 meses) foi suficiente. Para tornar o teste SAE J2334/Modo manual mais rápido é preciso atuar isoladamente ou em conjunto, na concentração dos agentes corrosivos, no tempo de pulverização de sua solução ou no período de superfície úmida dos corpos-de-prova expostos no teste.O teste GM 9540P, após 3840h, mostrou-se muito agressivo para os aços deste estudo, principalmente para o aço galvannealed, GA40, de menor massa de revestimento.Os resultados do teste de campo com aspersão de solução salina mostraram a mesma tendência verificada para os testes acelerados cíclicos de corrosão.
Abstract: One of the most important changes in the last twenty years regarding steel application as a structural element, was the use of zinc and zinc-iron steel coated products for situations which require a major corrosion resistance. The consumer and competitor pressures responsible for the upsurge in the use of galvanized steel, which wasexperienced in the 1980s, have already been referred to. A further factor, which contributed to this, however, was the coincident uplift in the quality of the coated products. A much wider range of galvanized sheet products now became available from technologically advanced continuous strip production lines (both electrogalvanized and hot dip) offering coating specifications which recognized the special requirements of the automotive producer (surface finish, formability, soldability, thickness control, etc.).The corrosion resistance of interstitial free steel (IF), electrogalvanized and hot-dip galvanized with zinc and zinc-iron alloy, phosphatized and painted in the automotive industry, was evaluated by means of accelerated corrosion tests. Cyclic accelerated corrosion tests (SAE J2334:2003/Manual mode and GM 9540P:1997) and an Accelerated Outdoor Test by Intermittent Spraying of a Salt Solution (ISO 11474:1998)were conducted in order to evaluate the corrosion resistance of the steels, all of which are standard tests used by the automotive sector.For this purpose, ultra low carbon steels zinc (EG and GI) and zinc-iron (GA galvannealed steel) coated with coating mass of 60/60 g/m2 and 40/40 g/m2 were produced in an industrial scale. As a reference for the evaluation of the corrosion resistance, an ultra low carbon steel (IF), phosphated and painted were used.The test specimens used in this study were properly painted by an automotive industry.Before the accelerated corrosion tests the metallic coating (Zn & Zn-Fe), phosphatelayers and the dry paint film were characterized.As result, it was observed that, for the same zinc mass, the steel coated with zinc-iron alloy had presented better corrosion resistance than that of the steels coated only with pure zinc. The better performance of the zinc-iron alloyed material was attributed to its morphological characteristics. The better paint adhesion (adhesive bonding) experienced with the fissure/rougher surface.It has been demonstrated that the zinc-iron layer mass play an important role in the corrosion resistance of phosphated and painted steels galvannealed steels.As a result, it was found that using the test SAE J2334/Manual Operation took three completed tests (4320h or 6 months) to achieve measurable and reliable data, as with the test GM 9540P it took only one complete test (1920h or 2 to 3 months). To get thetest SAE J2334/Manual operation's results quicker it is necessary to act alone or together on the concentration of corrosive agents and/or the time of exposure to salt solution and humidity conditions of the specimens exposed in the test.The test GM 9540P, after 3840h, has showed very aggressive for the steel sheets used in this study, mainly for the galvannealed steel, GA40, of lower coating mass.The results of the accelerated outdoor test by intermittent spraying of a salt solutionhas showed the same tendency verified for the cyclic accelerated corrosion tests SAE J2334 (180 cycles) and GM 9540P (80 or 160 cycles).
Subject: Engenharia metalúrgica
Aço Corrosão
Ligas de zinco
Engenharia de minas
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7RCNQM
Issue Date: 21-May-2008
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