Avaliação do comportamento em corrosão de ligas de alta entropia do sistema TiVNbCrMn

Abstract

As ligas de alta entropia (LAE) são ligas multicomponentes contendo cinco ou mais elementos principais, cujos teores variam de 5 a 35 %at. O elevado número de componentes, em ligas com composições equimolares ou quase equimolares, maximiza a entropia de mistura da liga, estabilizando fases de alta entropia como as soluções sólidas monofásicas, com estruturas cúbica de corpo centrado (CCC) ou cúbica de face centrada (CFC), em detrimento da formação de compostos intermetálicos. Devido à sua homogeneidade estrutural, as LAE apresentam um conjunto interessante de propriedades, como alta resistência e dureza, altas resistências ao desgaste, fluência, e fadiga, demonstrando grande potencial para aplicações estruturais em engenharia. Além das propriedades mecânicas, as propriedades físicas e químicas das LAE também têm despertado interesse. O comportamento em corrosão vem sendo estudado em diferentes sistemas, entretanto alguns aspectos ainda demandam maior entendimento, como a correlação entre a estabilidade de filmes passivos e a composição química das ligas. Muitas das ligas de alta entropia são compostas por elementos passivadores como Cr, Ti, Ni, Mo e Al que modificam a estrutura, as fases resultantes e, consequentemente, as características da camada de passivação, dando origem a respostas eletroquímicas diferentes. Este trabalho tem como objetivo o estudo das propriedades em corrosão de LAE do sistema TiVNbCrMn por polarização potenciodinâmica. Os padrões de difração de raios X (DRX) apontaram uma solução sólida (SS) de estrutura CCC para as ligas Ti35V35Nb20Cr5Mn5 e Ti27,5V27,5Nb20Cr12,5Mn12,5 com início de formação de segunda fase de Laves (C14) de composição baseada em Ti, Cr e Nb e estrutura hexagonal (HC). A análise microestrutural por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontou uma microestrutura dendrítica para ambas as ligas, sendo que o estudo composicional por espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS) demonstrou que as composições médias estão próximas das composições nominais das ligas. Os parâmetros eletroquímicos resultantes da polarização potenciodinâmica evidenciaram uma ampla região de passivação com baixos valores médios de densidade de corrente de corrosão (0,035±0,023 μA/cm2 para a liga Ti35V35Nb20Cr5Mn5, e 0,035±0,003 μA/cm2 para a liga com mais Cr e Mn) e taxa de corrosão (0,0003 mm/y para as ligas Ti35V35Nb20Cr5Mn5 e Ti27,5V27,5Nb20Cr12,5Mn12,5). Apesar da formação inicial de um intermetálico de Laves (C14), a uniformidade composicional e estrutural aliado da composição de metais formadores de camadas de passivação estáveis como Cr e Ti são os alicerces das boas propriedades contra corrosão das duas ligas, contudo mais ensaios devem ser implementados para aprofundar os mecanismos e produtos de corrosão para este sistema.