Estudio de la degradación por corrosión de un material compuesto AZ91E/AlN tratado térmicamente

Abstract

The influence of heat treatment on the corrosion behavior of metal matrix composites of magnesium alloy AZ91E reinforced with AlN (50 vol. %) has been investigated in 3.5% NaCl solution. Molten AZ91E was pressureless infiltrated at 900 °C into AlN preforms sintered at 1450 °C with porosities around 50 vol.%. The obtained composites were homogenized by solution treatment (T4) at 413 °C during 24 h, and then aged (T6) at 168 °C for various periods of time (16, 20 and 24 h). The hardness of the as-fabricated composites was 280 HV, and it increased after heat treatment; an overaged was not found in the aged conditions. Electrochemical techniques included open circuit potential, electrochemical noise, electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves. The surface morphology of the composites before and after the corrosion tests were determined by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction technique (XDR). All techniques showed that the composite exhibited a lower corrosion rate than the base alloy due to the addition of AlN particles. The AZ91E/AlN composite exhibited better corrosion resistance in the T4 condition than in the T6 conditions because of the aluminum redistributed in the alloy. Among the T6 conditions, the composite aged for 24 h, presented better corrosion resistance due to a higher presence of intermetallic Mg17Al12.

En el presente trabajo, se estudió la influencia del tratamiento térmico sobre el comportamiento a la corrosión de un material compuesto de matriz metálica de una aleación de magnesio reforzado con AlN (50% vol.) en una solución de NaCl al 3.5%. La aleación fundida AZ91E fue infiltrada sin presión externa a 900 °C dentro de las preformas sinterizadas a 1450 °C con una porosidad aproximada del 50% en volumen. Los compósitos obtenidos fueron homogeneizados mediante un tratamiento de solubilización (T4) a 413 °C durante 24 horas, posteriormente fueron envejecidos (T6) a 168 °C por varios periodos de tiempo (16, 20 y 24 horas). La dureza del material compuesto fue de 280 HV, y se incrementó después del tratamiento térmico; no se encontró sobreenvejecimiento en las condiciones del T6. Las técnicas electroquímicas realizadas incluyeron la medición del potencial a circuito abierto, ruido electroquímico, espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización. La morfología de la superficie de los materiales compuestos fue estudiada antes y después de las pruebas de corrosión, por medio de difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Todas las técnicas electroquímicas mostraron que el compósito presenta una menor velocidad de corrosión que la aleación base, esto debido a la adición de las partículas de AlN. El compuesto AZ91E/AlN mostró una mejor resistencia a la corrosión en las condiciones del tratamiento térmico T4 que en las condiciones del T6 debido a la redistribución del aluminio en la aleación. Entre las condiciones del T6, el compósito envejecido por 24 horas presentó mejor resistencia a la corrosión por la mayor presencia del intermetálico Mg17Al12. Los productos de corrosión presentan principalmente oxígeno, magnesio, aluminio y cloro proveniente del medio.