The effect of the dendritic microstructure on the corrosion resistance of Zn–Al alloys

Osório, Wislei R.; Freire, Célia Marina de Alvarenga; Garcia, Amauri

doi:10.1016/j.jallcom.2005.01.035

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“…Zn alloys with aluminium addition tend to cast shrinkage, which is possible to compensate by introducing alloying element as Sr, improving fluidity, castability and the tendency to hot cracking. By adding strontium there occurs refinement of the dendrite structure followed by heterogeneous nucleation on the Al 2 Sr phase [1][2][3][4]. In the work [5] there was confirmed that the mechanical properties of the ZnAl alloy primarily affect the distance between dendrites arms, instead of the grain size.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 86%

High Resolution TEM Investigations and TDA Analysis of Zinc Alloy with Strontium Addition

et al. 2016

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In this paper there are presented results of high resolution transmission electron microscope investigation concerning the structure of the Zn-Al-Si cast zinc alloy with Sr addition for crystal structure refinement after thermoderivative analysis performed using the universal metallurgical simulator and analyzer platform. The thermoderivative analysis allows to determine the specific points of the solidifying alloy, which is helpful for phase determination and proper heat treatment condition determination, allowing to reduce the energy costs and obtaining higher mechanical and functional properties. Using transmission electron microscopy, especially selected area diffraction method appliance it was possible to determine the phases occurring in the alloy in the state after chemical composition modification as well as after appliance of very precisely controlled cooling rate. The morphology and size of the microstructure of micro-sized eutectic was possible to determine as well the lattice parameters of the Zn α-phase. Particularly the overview will be also directed on the high resolution transmission electron microscope to achieve good insight into the structural changes on the atomic scale.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 86%

High Resolution TEM Investigations and TDA Analysis of Zinc Alloy with Strontium Addition

et al. 2016

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“…Sabe-se que tanto a formação macroestrutural, quanto a microestrutural das morfologias na condição de fundido afetam as propriedades mecânicas e resistência à corrosão [13][14][15][16][17]. Reportou-se recentemente que macroestrutura de metais puros [18] e microestruturas de ligas binárias de alumínio na condição de fundido apresentam efeitos sobre a resistência à corrosão [19][20][21]. Concluiu-se assim que a resistência à corrosão depende fortemente da taxa de resfriamento imposta no processo de solidificação, que afeta a distribuição de soluto e a formação dos espaçamentos dendríticos.…”

Section: Figuraunclassified

“…Depende também do comportamento eletroquímico anódico ou catódico dos elementos que ora são solutos, ora solventes. Isto é, ora um elemento está na matriz dendrítica, ora está no interdendrítico [19][20][21].…”

Section: Figuraunclassified

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A influência da microestrutura da liga Pb-0,85%Sb em seu comportamento eletroquímico

2008

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RESUMOO presente trabalho analisa os efeitos da taxa de resfriamento no crescimento celular da liga Pb-0,85%Sb e avalia a influência do tamanho das células e perfil de macrosegregação na resistência à corrosão. No sentido de se obter amostras brutas de solidificação foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional refrigerado à água. Esse tipo de dispositivo, em função da ampla faixa de taxas de resfriamento que possibilita alcançar, permitiu a formação de microestruturas celulares com diferente grau de refino. Os aspectos microestruturais resultantes foram caracterizados por microscopia ótica e eletrônica. Amostras com diferentes aspectos microestruturais foram submetidas a testes de espectroscopia de impedância eletroquímica em uma solução 0,5M de H 2 SO 4 à temperatura de 25˚C e também analisadas pela técnica de extrapolação de Tafel para avaliação da resistência à corrosão. Os resultados mostraram que a densidade de corrente corrosão diminui com o aumento dos espaçamentos celulares. Esses resultados podem ser utilizados na programação prévia da microestrutura como uma forma de produzir componentes fundidos de ligas Pb-Sb, como placas de baterias, com melhor resistência à corrosão.Palavras chaves: liga Pb-Sb, solidificação direcional, microestrutura celular, comportamento eletroquímico. Microstructural influence of Pb-0.85wt%Sb casting alloy on its electrochemical behavior ABSTRACTThe aim of this study was to examine the effect of cooling rate on the cellular growth of a Pb-0.85wt%Sb alloy and to evaluate the influences of cell size and of the corresponding macrosegregation profile on the resultant corrosion behavior. In order to obtain the as-cast samples a water-cooled unidirectional solidification system was used. Such experimental set-up has permitted the development of a clear cellular structural array even for relative high cooling rates and has allowed a wide range of solidification conditions to be analyzed. Microstructural aspects along the casting were characterized by optical microscopy and SEM techniques. The electrochemical impedance spectroscopy technique and potentiodynamic curves (Tafel extrapolation) were used to analyze the corrosion resistance of samples collected along the casting length and immersed in a 0.5M H 2 SO 4 solution at 25ºC. It was found that the corrosion current density decreases with increasing cell spacing and that the pre-programming of microstructure cell size can be used as an alternative way to produce as-cast components of Pb-Sb alloys, such as battery grids, with better corrosion resistance.

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“…As morfologias macro e microestruturais apresentam forte influência na resistência à corrosão [11-14 15-16] e também de microestruturas de ligas de alumínio [16][17][18][19][20][21]. Verificou-se que a tendência de melhora da resistência à corrosão depende da taxa de resfriamento imposta durante a solidificação, que afeta no tamanho dos braços dendríticos, na redistribuição de soluto, e no comportamento eletroquímico do soluto e solvente dependendo de como são distribuídos.…”

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A influência da macrosegregação e da variação dos espaçamentos dendríticos na resistência à corrosão da liga Al-4,5%Cu

et al. 2008

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RESUMOO objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento eletroquímico da liga Al-4,5%Cu solidificada em condições de fluxo de calor transitório. Esta evolução foi realizada através de análises de curvas de polarização e testes de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), em solução de 0,5M de NaCl à 25°C. O perfil de segregação obtido no experimento de solidificação foi caracterizado por segregação positiva e negativa de cobre, respectivamente, na base e no topo da amostra. Igualmente, na prática de fundição convencional, em um mesmo lingote podem ocorrer regiões de segregação de cobre positiva e negativa. O lingote pode apresentar diferentes respostas à corrosão em diferentes partes, como função do arranjo microestrutural. As influências na resistência à corrosão da redistribuição do soluto durante a solidificação, a magnitude dos espaçamentos dendríticos e a distribuição das partículas da fase rica em Al e Al 2 Cu ao longo do lingote, foram examinadas com coleta de amostras ao longo do lingote. A taxa de corrosão e parâmetros de impedância (obtidos de uma análise de circuito equivalente) são também discutidos.Palavras-chaves: macrosegregação positiva e negativa, liga Al-4,5wt%Cu, Al 2 Cu, resistência à corrosão e comportamento eletroquímico.The influence of macrosegregation and dendritic arm spacings variation on corrosion resistance of the Al-4.5wt%Cu alloy ABSTRACTThe purpose of this work was to evaluate the electrochemical behavior of an Al-4.5wt%Cu alloy solidified under unsteady-state heat flow conditions. This evaluation was carried out through the analysis of both potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests in a 0.5 M NaCl solution at 25ºC. The experimental segregation profile obtained in the solidification experiment was characterized by positive and negative copper content regions at the bottom and the top of the casting, respectively. Likewise, in conventional foundry practice, in a same casting both positive and negative copper segregation regions may occur. Such casting can exhibit different corrosion responses at different locations. The influences of solute redistribution during solidification, the magnitude of dendritic spacing and hence of the Al-rich phase and of Al2Cu particles distribution along the casting on the corrosion resistance, were examined in samples collected along the casting length. The corrosion rate and impedance parameters (obtained from an equivalent circuit analysis) are also discussed.Keywords: Positive and negative macrosegregation, Al-4.5wt% Cu Alloy, Al 2 Cu, corrosion resistance and electrochemical behavior. INTRODUÇÃOAs propriedades mecânicas das ligas Al-Cu dependem do conteúdo de cobre. O cobre é adicionado às ligas de alumínio para aumentar sua resistência mecânica, dureza, resistência à fadiga e usinabilidade. As primeiras e mais utilizadas ligas de alumínio são aquelas contendo entre 4 a 10% Cu, em peso. Entretanto, dentre as principais ligas de alumínio, as ligas Al-Cu apresentam o menor potencial negati...

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The effect of the dendritic microstructure on the corrosion resistance of Zn–Al alloys

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High Resolution TEM Investigations and TDA Analysis of Zinc Alloy with Strontium Addition

High Resolution TEM Investigations and TDA Analysis of Zinc Alloy with Strontium Addition

A influência da microestrutura da liga Pb-0,85%Sb em seu comportamento eletroquímico

A influência da macrosegregação e da variação dos espaçamentos dendríticos na resistência à corrosão da liga Al-4,5%Cu

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