Estágio realizado na GROHE Portugal e orientado pelo Eng.º João Fonte / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Ligas de níquel têm atualmente uma vasta gama de aplicações, sendo a agressividade do meio e as elevadas temperaturas que estas ligas suportam, um diferencial excepcional. A liga UNS N07090, objeto deste trabalho, encontra aplicações muito diversas, entre elas turbocompressores, sistemas de exaustão e de pós-tratamento de motores a diesel. Nestas aplicações a liga está exposta a gases, que ao condensarem formam ácido sulfúrico (H2SO4). Torna-se, assim, importante, o conhecimento da resistência à corrosão da liga nesse meio. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o comportamento eletroquímico da liga através de curvas de polarização potenciodinâmica em diferentes concentrações de ácido sulfúrico. Observou-se que quanto maior a concentração de ácido, maior é a corrosão da liga. Este fato pode ser discutido pela adsorção do íon sulfato (SO42-), que prejudica tanto a formação quanto a cinética de crescimento da película passiva do níquel. Em contrapartida, a presença de Cr na liga UNS N07090 apresentou um benefício sobre a resistência à corrosão desta muito acima do esperado, influenciando de forma direta as curvas de polarização da liga e mantendo-a em condição de elevada resistência à corrosão em detrimento do pior desempenho observado em outros elementos pertecentes à liga, como Co, Al e Ti. Tempos de imersão de 24h em ácido sulfúrico elevam discretamente os parâmetros de corrosão da liga, mantendo-os, no entanto em patamares bastante baixos, permitindo finalmente concluir que a liga UNS N07090, quando exposta a concentrações que variam de 1M a 4M H2SO4, a 25°C, apresenta boa resistência à corrosão e que esta não se altera com o tempo de exposição. A análise dos resultados mostrou que o processo corrosivo é controlado por reações catódicas de sulfato e hidrogênio, as quais podem ter diferentes contribuições dependendo da concentração do ácido e do tempo de imersão da liga UNS N07090 no meio corrosivo. / Nickel alloys have a wide range of application nowadays due to their excellent resistance to aggressive media and high temperatures. UNS N07090, the nickel alloy studied herein, is used for turbochargers, exhaust and after treatment systems of diesel engines. These applications expose the alloy to hot gases, which condensate forming sulfuric acid (H2SO4). It is thus important to know the corrosion resistance of the alloy in this media. The goal of this work is the characterization of the electrochemical behaviour of UNS N07090 alloy through potentiodynamic polarization curves in different sulfuric acid concentrations. On the one hand, higher acid concentrations were noticed to lead to higher corrosion of the alloy. This phenomenon can be discussed by sulfate (SO42-) adsorption, which negatively influences not only the formation but also the growth of the passive film on nickel. On the other hand, the presence of Cr in UNS N07090 composition, improves the corrosion resistance of the alloy far more than expected, directly affecting the shape of the polarization curves of the alloy, placing it in a condition of high corrosion resistance despite the worst performance shown by the other elements present in the chemical composition of the alloy, such as Co, Al and Ti. 24h immersion periods in sulfuric acid slightly raise corrosion parameters of UNS N07090 alloy, but still ranking the alloy in very good corrosion resistance. Finally, it can be concluded that UNS N07090 alloy exposed to 1M to 4M H2SO4 at 25°C presents good corrosion resistance and that this is not affected by longer immersion periods. The results showed that the corrosion process of alloy UNS N07090 is controlled by sulfate and hidrogen cathodic reactions, which have stronger or weaker contribution depending on acid concentration and immersion time on the corrosive media.

Ligas de níquel têm atualmente uma vasta gama de aplicações, sendo a agressividade do meio e as elevadas temperaturas que estas ligas suportam, um diferencial excepcional. A liga UNS N07090, objeto deste trabalho, encontra aplicações muito diversas, entre elas turbocompressores, sistemas de exaustão e de pós-tratamento de motores a diesel. Nestas aplicações a liga está exposta a gases, que ao condensarem formam ácido sulfúrico (H2SO4). Torna-se, assim, importante, o conhecimento da resistência à corrosão da liga nesse meio. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o comportamento eletroquímico da liga através de curvas de polarização potenciodinâmica em diferentes concentrações de ácido sulfúrico. Observou-se que quanto maior a concentração de ácido, maior é a corrosão da liga. Este fato pode ser discutido pela adsorção do íon sulfato (SO42-), que prejudica tanto a formação quanto a cinética de crescimento da película passiva do níquel. Em contrapartida, a presença de Cr na liga UNS N07090 apresentou um benefício sobre a resistência à corrosão desta muito acima do esperado, influenciando de forma direta as curvas de polarização da liga e mantendo-a em condição de elevada resistência à corrosão em detrimento do pior desempenho observado em outros elementos pertecentes à liga, como Co, Al e Ti. Tempos de imersão de 24h em ácido sulfúrico elevam discretamente os parâmetros de corrosão da liga, mantendo-os, no entanto em patamares bastante baixos, permitindo finalmente concluir que a liga UNS N07090, quando exposta a concentrações que variam de 1M a 4M H2SO4, a 25°C, apresenta boa resistência à corrosão e que esta não se altera com o tempo de exposição. A análise dos resultados mostrou que o processo corrosivo é controlado por reações catódicas de sulfato e hidrogênio, as quais podem ter diferentes contribuições dependendo da concentração do ácido e do tempo de imersão da liga UNS N07090 no meio corrosivo. / Nickel alloys have a wide range of application nowadays due to their excellent resistance to aggressive media and high temperatures. UNS N07090, the nickel alloy studied herein, is used for turbochargers, exhaust and after treatment systems of diesel engines. These applications expose the alloy to hot gases, which condensate forming sulfuric acid (H2SO4). It is thus important to know the corrosion resistance of the alloy in this media. The goal of this work is the characterization of the electrochemical behaviour of UNS N07090 alloy through potentiodynamic polarization curves in different sulfuric acid concentrations. On the one hand, higher acid concentrations were noticed to lead to higher corrosion of the alloy. This phenomenon can be discussed by sulfate (SO42-) adsorption, which negatively influences not only the formation but also the growth of the passive film on nickel. On the other hand, the presence of Cr in UNS N07090 composition, improves the corrosion resistance of the alloy far more than expected, directly affecting the shape of the polarization curves of the alloy, placing it in a condition of high corrosion resistance despite the worst performance shown by the other elements present in the chemical composition of the alloy, such as Co, Al and Ti. 24h immersion periods in sulfuric acid slightly raise corrosion parameters of UNS N07090 alloy, but still ranking the alloy in very good corrosion resistance. Finally, it can be concluded that UNS N07090 alloy exposed to 1M to 4M H2SO4 at 25°C presents good corrosion resistance and that this is not affected by longer immersion periods. The results showed that the corrosion process of alloy UNS N07090 is controlled by sulfate and hidrogen cathodic reactions, which have stronger or weaker contribution depending on acid concentration and immersion time on the corrosive media.