Investigación del efecto de las impurezas en el comportamiento a corrosión de la aleación A357
Las aleaciones de aluminio-silicio son muy utilizadas en la industria del automóvil debido a su aplicabilidad en procesos de fundición, su resistencia a la corrosión y a sus buenas propiedades mecánicas. Estas propiedades pueden verse mejoradas mediante la modificación del silicio eutéctico con Sr, Na o Sb y la precipitación de partículas de Mg2Si de tamaño nanométrico durante el tratamiento térmico T6.
Recientemente, el mercado se ha interesado por la utilización de aleaciones secundarias, ya que ofrecen ciertas ventajas sobre las aleaciones primarias, como son, la utilización de materias primas más económicas, menos consumo de energía durante el proceso de fabricación y protección de los recursos naturales.
Sin embargo, este tipo de aleaciones contienen normalmente altos contenidos de elementos de aleación y/o de impurezas como el Fe, Cu y Zn que pueden afectar de manera adversa a la microestructura, a las propiedades mecánicas y a la resistencia a la corrosión.
Con objeto de estudiar la influencia de estos elementos, se han fabricado diferentes aleaciones con contenidos variables de los elementos químicos objeto de estudio (ver tabla 1)
Tabla 1. Composición química de las aleaciones fabricadas (% peso)
Estos materiales se han ensayado en cámara de Niebla Salina según la norma ASTM B117 con un tiempo de inmersión de 336 horas. Los resultados que se han obtenido de las observaciones macrográficas después de este ensayo concuerdan con los resultados de los ensayos de pérdida de masa realizados.
Figura 1: Superficie de las muestras ensayadas después de 336h de inmersión en Niebla Salina. a) Aleación de referencia A y aleaciones con diferentes contenidos de Fe, b) Aleación secundaria modificada con Mn, Cr y V, c) Aleaciones con diferentes contenidos de Cu d) Aleaciones con adiciones de Zn y e) Resultados correspondientes a la pérdida de masa.
Se aprecia que la corrosión aparece preferencialmente en las zonas eutécticas tanto en las partículas de Si como en las partículas intermetálicas de Fe (Fig. 2), mientras que no se observa corrosión en el a-Al. Experimentalmente se observa, que en un primer momento la corrosión se localiza en la interfaz de las partículas de Fe y posteriormente progresa hacia los eutécticos de Al y Si.
Figura 2: Superficies corroídas y pulidas. a) Aleación H: Corrosión localizada en las interfaces metálicas b-hierro y b) Aleación K: Progresión de la corrosión a través de las zonas eutécticas en las interfaces de las partículas de silicio/aluminio.
En la Figura 3a se presentan las curvas de polarización de la aleación de referencia (A), la aleación D y la aleación E en una solución 0,03M de NaCl. Puede observarse que todas las aleaciones presentan un comportamiento similar. Además, en la Figura 3b se evalúa la influencia de las adiciones de Cu y Zn en la cinética de la corrosión con respecto a la aleación de referencia (A).
Figura 3: a) Curvas de polarización de las aleaciones A, D y E en una solución 0,03 M NaCl.
b) Curvas de polarización de la referencia A y aleaciones F, I, J y L en una solución 0,03M NaCl.
La densidad de corriente es muy similar en todos los casos. Estos materiales presentan una alta susceptibilidad a la corrosión localizada y el potencial de picadura se corresponde con el potencial de corrosión.
La adición de Fe y/o MnCrV en las concentraciones descritas en el presente trabajo no ejerce una influencia negativa en el comportamiento a corrosión de estos materiales con respecto a la aleación de referencia.
Los resultados indican que la adición de Cu en las concentraciones evaluadas no modifica el comportamiento a corrosión mientras que las altas adiciones de Zn (3,13%) suponen un incremento en las cinéticas de corrosión. Esta aleación experimenta también una pérdida de masa superior que las aleaciones de Cu y los otros contenidos de Zn.
En aplicaciones para automoción que requieran alta resistencia, ductilidad y buen comportamiento a la corrosión, puede conseguirse mejorar la resistencia mediante la adición de Cu (hasta el 0,5%) ya que su comportamiento a la corrosión se mantiene dentro de los límites que pueden considerarse aceptables.