Aula 20 - Corrosão

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UFR
Disciplina: Ciência dos Materiais
1°Semestre de 2019
Professora: Dra. Vanessa Motta Chad
E-mail: vanessamotta@ufmt.br
CORROSÃO
➢Corrosão
✓ Potenciais de eletrodo
✓ A série galvânica
✓ Passivação
✓ Formas de corrosão
✓ Prevenção da corrosão
Ford Sedan Deluxe 1936 –
carroceria feita de aço 
inoxidável
carroceria feita 
de aço carbono 
comum
DEFINIÇÃO
➢ Corrosão: Perda deteriorativa de um metal como resultado de
reações de dissolução no ambiente.
➢ Portanto, a corrosão pode ser definida como sendo o ataque
destrutivo e não intencional de um metal, esse ataque é
eletroquímico e geralmente tem seu início na superfície do metal.
Envolve tanto reações de redução como reações de oxidação.
→ Processo eletroquímico: reação química em que existe uma
transferência de elétrons de um componente químico para outro.
▪ Um processo corrosivo consiste na ocorrência simultânea de pelo
menos uma reação anódica (oxidação) e de pelo menos uma
reação catódica (redução).
➢ Oxidação: A remoção de um ou mais elétrons de um átomo.
→ Oxidação: perda dos elétrons de valência dos átomos de um metal.
▪ Exemplo: o metal hipotético M, que possui n elétrons de valência, pode
experimentar um processo de oxidação de acordo com a reação:
−+ +→ neMM n
M se torna um íon positivamente carregado (n+), que nesse processo
perde os seus n elétrons de valência; e- é usado para simbolizar um
elétron.
▪ Exemplos de reações de oxidação
−+
−+
+→
+→
3eAlAl
2eFeFe
3
2
➢ Reação anódica ou de oxidação:
→ Anodo: O local onde ocorre a reação de oxidação. Perde elétrons.
▪ Na reação de oxidação exemplificada:
→O Fe perde 2 elétrons de valência;
→O Al perde 3 elétrons de valência.
DEFINIÇÃO
A ferrugem é o resultado da oxidação do ferro.
→ Redução: Os elétrons gerados na reação anódica são totalmente
absorvidos pela reação catódica, sendo transferidos para o componente
químico, tornando-se parte integrante dele.
→ Um metal pode ser totalmente reduzido a partir de um estado metálico
iônico para um estado neutro, de acordo com a reação:
→ Catodo: O local onde ocorre a reação de redução. Ganha elétrons
➢ Reação catódica ou de redução:
MneMn →+ −+
▪ Exemplo de reação de redução:
2
H2e2H →+ −+
DEFINIÇÃO
→ Alguns metais sofrem corrosão em soluções ácidas, que têm
concentrações elevadas de íons de hidrogênio (H+), esses íons são
reduzidos e o gás hidrogênio (H2) é liberado.
DEFINIÇÃO
➢ Acidentes (perda de vidas ou invalidez): queda de pontes e aviões.
➢ Insalubridade: causada por vazamentos de produtos tóxicos (por
exemplo, gás).
➢ Economia popular: produtos de consumo de durabilidade
comprometida pela deterioração.
➢ Econômico: elevados custos pela substituição de materiais e
equipamentos.
➢ Degradação de monumentos históricos: consequência do meio
ambiente (poluição atmosférica).
PROBLEMAS RELACIONADOS À CORROSÃO
Monumentos históricos: 
A estátua da liberdade, com 46 metros de altura e pesando 225 toneladas,
foi presenteada pelos franceses ao Estados Unidos em junho de 1884. A
estátua foi feita com placas de cobre fixadas sobre um esqueleto de ferro.
A superfície externa da estátua, assim como ocorre em outras estruturas
de cobre, é protegida por uma fina camada formada azul-esverdeada
denominada de pátina. Ao ser expostos as intempéries do ambiente o
Cu(s) forma a pátina que nada mais é que o carbonato básico de cobre,
CuCO3.Cu(OH)2. A pátina protegeria a estátua do ambiente se não fosse o
esqueleto de ferro. Quando o cobre entra em contato com o ferro começa
ai um processo de corrosão que prejudica a durabilidade da estrutura da
estátua da liberdade. Para proteger desse processo os franceses usaram
camadas de amianto para evitar o contato com os dois metais.
Infelizmente, com o tempo o amianto se desfez e com a entrada da água
de chuva na estátua o ferro começou a oxidar. Em sua última restauração
vigas de aços inox e isolantes à base de teflon foram utilizados para evitar
o problema.
Curiosidade:
➢ Custos diretos
→ Custos corretivos
▪ Reparos
▪ Reposição de material
→ Custos preventivos
▪ Revestimentos (pintura)
▪ Material resistente à corrosão
▪ Proteção catódica
▪ Desumidificação de depósito/armazém
➢ Custos indiretos
▪ Interrupção de produção
▪ Perda de materiais
▪ Perda de eficiência do equipamento/produto
▪ Contaminação de produtos
PROBLEMAS RELACIONADOS À CORROSÃO
→ DeLorean: revestimento de aço
inoxidável.
→ Audi A8: Estrutura de liga de
alumínio
➢ Exemplo de automóveis fabricados com materiais resistentes à corrosão.
EXEMPLO
➢ Um dos motivos do custo desses automóveis ser elevado é o material utilizado
em sua fabricação.
Filme: De Volta Para o 
Futuro
Propaganda do Audi A2, 
Dinamarca.
2 semanas
1 mês
POTENCIAIS DE ELETRODO
➢ Par galvânico: dois metais em um eletrólito líquido, onde um metal se
torna um anodo e sofre corrosão, enquanto o outro atua como um catodo e
sofre redução.
→ Eletrólito: solução capaz de conduzir corrente elétrica pelo
movimento de íons positivos (cátions) ou negativos (ânions).
▪ A concentração de soluções líquidas é expressa
com frequência em termos de molaridade, M, que
é o número de moles de soluto por milhão de
milímetros cúbicos (106 mm3, ou 1000 cm3) de
solução. Mol: a quantidade de uma substância que
corresponde a 6,023x1023 átomos.
→ No par galvânico ferro e zinco, o zinco é
o anodo e sofre corrosão (perde elétrons), o
ferro é o catodo e sofre redução (ganha
elétrons).
→ Os íons de ferro (Fe2+) irão se depositar
na forma de ferro metálico sobre o eletrodo
de ferro.
A SÉRIE GALVÂNICA
➢ A série galvânica consiste
nas reatividades relativas dos
metais e das suas ligas em
meio à água do mar.
Progressivamente 
mais inerte 
(Catódico)
Progressivamente 
mais ativo 
(Anódico)
Platina
Ouro
Grafita
Titânio
Prata
Aço inoxidável 306 (passivo)
Aço inoxidável 304 (passivo)
Inconel (80Ni-13Cr-7Fe) (passivo)
Níquel (passivo)
Monel (70Ni-30Cu)
Ligas cobre-níquel
Bronzes (ligas Cu-Sn)
Cobre
Latões (ligas Cu-Zn)
Inconel (ativo)
Estanho
Chumbo
Aço inoxidável 306 (ativo)
Aço inoxidável 304 (ativo)
Ferro fundido
Ferro e aço
Ligas de alumínio
Cádmio
Alumínio comercialmente puro
Zinco
Magnésio e suas ligas
➢ As ligas próximas ao
topo da lista são
catódicas e não reativas;
➢ As ligas na parte de
baixo são as mais
anódicas
PASSIVAÇÃO
➢ Passivação: A perda de reatividade química, sob condições ambientais
específicas, apresentada por alguns metais e ligas.
→ A reação de passivação conduz à formação de uma fina película
passiva de um composto (geralmente óxido e com espessura da ordem de
4 nm) na superfície do metal.
▪ Película passiva: película contínua e aderente, que protege o metal
contra a corrosão.
▪ A película passiva pode ser destruída, mas se regenera rapidamente.
→ Exemplos:
▪ O alumínio tem uma elevada resistência à corrosão
devido à presença na sua superfície de uma película
passiva de Al2O3.
▪ Para o aço ser considerado inoxidável, ele deve possuir
teor de Cr maior de 12% em peso. O aço inoxidável deve
sua resistência à corrosão à película passiva de Cr2O3 que
se forma na sua superfície.
FORMAS DE CORROSÃO
➢ As formas mais comuns de corrosão são:
→ Ataque uniforme
→ Corrosão galvânica
→ Corrosão em frestas
→ Corrosão por pites
→ Corrosão intergranular
→ Lixívia seletiva
→ Erosão-corrosão
→ Corrosão sob tensão
Corrosão
Uniforme
Galvâni
-ca
Em 
Frestas
Por 
Pites
Inter-
granular
Lixívia 
Seletiva
Erosão-
Corrosão
Sob 
Tensão
ATAQUE UNIFORME
Ataque uniforme em um tubo enterrado
➢ Ataque uniforme: As reações de oxidação e de redução ocorrem
aleatoriamente na superfície exposta da peça, o que resulta em superfícies
com o mesmo grau de corrosão.
Tanque de combustível subterrâneo 
abandonado num campo.
Rotor de bomba submersa.
ATAQUE UNIFORME
ATAQUE UNIFORME
➢Prevenção:
➢Utilizar materiais apropriados para o meio de aplicação;
➢Revestimentos;
➢Proteção catódica.
➢ Pode ser prevista atravésde um teste durante a fase de 
projetos.
ATAQUE UNIFORME
CORROSÃO GALVÂNICA
➢ Corrosão galvânica:
Ocorre quando dois metais
de composições químicas
diferentes e em contato
mútuo são expostos a um
eletrólito.
➢ Nesse meio específico, o
metal menos nobre (o mais
reativo) sofrerá corrosão, e
o metal mais nobre (menos
reativo) será protegido
contra ela.
Progressivamente 
mais inerte 
(Catódico)
Progressivamente 
mais ativo 
(Anódico)
Platina
Ouro
Grafita
Titânio
Prata
Aço inoxidável 306 (passivo)
Aço inoxidável 304 (passivo)
Inconel (80Ni-13Cr-7Fe) (passivo)
Níquel (passivo)
Monel (70Ni-30Cu)
Ligas cobre-níquel
Bronzes (ligas Cu-Sn)
Cobre
Latões (ligas Cu-Zn)
Inconel (ativo)
Estanho
Chumbo
Aço inoxidável 306 (ativo)
Aço inoxidável 304 (ativo)
Ferro fundido
Ferro e aço
Ligas de alumínio
Cádmio
Alumínio comercialmente puro
Zinco
Magnésio e suas ligas
CORROSÃO GALVÂNICA
Corrosão por par galvânico em 
trocador de calor (cobre e aço).
Progressivamente 
mais inerte 
(Catódico)
Progressivamente 
mais ativo 
(Anódico)
Platina
Ouro
Grafita
Titânio
Prata
Aço inoxidável 306 (passivo)
Aço inoxidável 304 (passivo)
Inconel (80Ni-13Cr-7Fe) (passivo)
Níquel (passivo)
Monel (70Ni-30Cu)
Ligas cobre-níquel
Bronzes (ligas Cu-Sn)
Cobre
Latões (ligas Cu-Zn)
Inconel (ativo)
Estanho
Chumbo
Aço inoxidável 306 (ativo)
Aço inoxidável 304 (ativo)
Ferro fundido
Ferro e aço
Ligas de alumínio
Cádmio
Alumínio comercialmente puro
Zinco
Magnésio e suas ligas
Tubulação de aço com
cobre.
Couraça de magnésio que foi fundida ao redor de um núcleo de
aço.
CORROSÃO GALVÂNICA
*Prevenção:
*Selecionar metais próximos na série galvânica;
*Utilizar metal de sacrifício, anódico em relação a ambos metais;
* Isolamento elétrico entre os metais;
*Aumentar a área do anodo em relação ao metal mais nobre;
*Evitar que o fluxo do fluído aconteça do metal catódico para o anódico.
CORROSÃO GALVÂNICA
CORROSÃO EM FRESTAS
Corrosão em frestas: Uma forma de corrosão que ocorre no interior de
frestas estreitas e sob depósitos de sujeira ou produto, isto é, em regiões
onde existe uma carência localizada de oxigênio na região.
Corrosão por 
fresta em rosca.
Ilustração esquemática do mecanismo 
de corrosão em fendas entre duas 
lâminas que foram rebitadas.
Sobre essa lâmina, que foi imersa em água do mar, 
houve a formação de corrosão em frestas em regiões 
que foram cobertas por arruelas.
➢ Os elétrons dessa reação eletroquímica são
conduzidos através do metal para regiões
externas adjacentes, onde eles são consumidos
em reações de redução.
A tela de proteção encostada na
peça acumulou água e
proporcionou a corrosão por
frestas.
CORROSÃO EM FRESTAS
Corrosão em frestas nas
regiões que foram
cobertas por arruelas.
• Prevenção:
• Utilizar juntas soldadas ao invés de rebites ou parafusos;
• Remover os depósitos acumulados;
• Durante a fase de projetos, evitar frestas que possam estagnar o 
fluxo de solução.
CORROSÃO EM FRESTAS
CORROSÃO POR PITES
Corrosão por pites: Corrosão localizada na qual pequenos volumes de
metal são retirados de certas áreas da superfície por corrosão, produzindo
crateras ou buracos que podem culminar na completa perfuração da
parede de um tubo ou vaso.
→ Um pite pode ser iniciado por um defeito de superfície localizado,
como um risco ou uma pequena variação de composição.
CORROSÃO POR PITES
Corrosão por pite em aço 
inoxidável.
<- Eixo de bomba de água.
• Prevenção:
• Evitar solução estagnada;
• Uso de anodo de sacrifício;
• Uso de material resistente.
CORROSÃO POR PITES
CORROSÃO INTERGRANULAR
➢ Corrosão intergranular: ocorre nos contornos de grão. Por causa deste
tipo de corrosão, um material pode se desintegrar pelo desprendimento dos
grãos.
➢ Nos aços inoxidáveis a corrosão intergranular é causada pela
precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão, o que provoca
empobrecimento em cromo nas regiões vizinhas, o que é conhecido como
sensitização. Com o teor de cromo atingindo teores inferiores a 12%, a
passividade dessas regiões fica comprometida, e o aço sofre dissolução
seletiva.
→ Pode ocorrer quando o material é aquecido em temperaturas entre
500 e 800°C por períodos de tempo suficientemente longos.
CORROSÃO INTERGRANULAR
Assento de mola de uma suspenção de carro
Peça de aço 
inoxidável
Aço inoxidável ferrítico
CORROSÃO INTERGRANULAR
• Prevenção:
• Realizar tratamento térmico visando dissolução do 
precipitado;
• Adicionar elementos de liga que evitem/diminuem a 
diferença de potencial entre o grão e a segunda 
fase/precipitado.
LIXÍVIA SELETIVA
➢ Lixívia seletiva: ocorre quando um elemento ou constituinte é removido
preferencialmente como consequência de processos de corrosão.
➢ O exemplo mais comum de lixívia seletiva é a remoção do zinco no latão
(liga Cu-Zn).
→ Característica: devido à remoção do zinco, o latão muda de uma
coloração amarelada, para uma coloração avermelhada.
LIXÍVIA SELETIVA
• Prevenção:
• Usar liga mais resistente;
• Periodicamente remover depósitos e películas de 
óxido da superfície;
• Evitar estagnação de corrosivos;
• Usar proteção catódica.
EROSÃO-CORROSÃO
➢ Erosão-corrosão: surge da ação combinada de um ataque químico e
da abrasão mecânica, ou desgaste, como consequência do movimento de
um fluido.
➢ A erosão-corrosão é encontrada com frequência em tubulações,
principalmente em dobras, curvas e mudanças bruscas no diâmetro da
tubulação, que são posições onde o fluido muda de direção e onde o
escoamento se torna repentinamente turbulento.
EROSÃO-CORROSÃO
Erosão-corrosão de um tubo de 
bronze com fluxo de água do mar.
Erosão-corrosão de uma
bomba de água de ferro
fundido.
Erosão-corrosão em um tubo
de cobre.
EROSÃO-CORROSÃO
• Prevenção:
• Modificação do projeto, diminuindo/eliminando a 
turbulência;
• Utilizar materiais mais resistentes;
• Remover particulados e bolhas da solução.
CORROSÃO SOB TENSÃO
➢ Corrosão sob tensão: provoca formação de trincas que podem levar à
ruptura do material.
➢ Causada pela ação simultânea de:
→ Tensões de tração;
→ Meio corrosivo.
Trincas devido à corrosão sob 
tensão no latão.
Corrosão sob tensão de uma barra de
aço que ficou imersa em água do
mar.
Abraçadeira de bronze
fraturada por corrosão
sob tensão.
Fratura intergranular causada por
corrosão sob tensão de uma liga de
cobre.
CORROSÃO SOB TENSÃO
CORROSÃO SOB TENSÃO
• Prevenção:
• Diminuir a magnitude da tensão aplicada;
• Tratamento térmico para reduzir tensões internas;
• Purificação do meio.
OUTROS MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO
➢ Modificações de Projeto
→ Evitar pilhas galvânicas;
→ Evitar frestas (substituir juntas rebitadas por juntas soldadas);
→ Prever acesso fácil a áreas que devem ser inspecionadas periodicamente;
→ Evitar mudança brusca de seção em tubulações a fim de evitar a
ocorrência de corrosão-erosão.
➢ Métodos baseados no metal
→ Seleção de materiais, na medida do possível, de acordo com o meio
corrosivo
▪ Importante: Nem sempre é economicamente viável empregar o
material que proporciona a condição ótima de resistência à corrosão,
algumas vezes, uma outra liga e/ou alguma outra medida precisa ser
empregada, como por exemplo, a utilização de recobrimento superficial.
▪ Exemplo: O titânio é muito resistente à oxidação quando em
contato com a água salgada, mas devido ao alto custo é inviável
construir uma ponte com este material.
➢ Revestimentos protetores
→ São barreiras físicas à corrosão, são aplicados sobre a superfície
do material na forma de películas e de revestimentos.
→ É essencial que o revestimento mantenha um alto grau de adesão à
superfície.
▪ Exemplo: revestimentos metálicos, revestimentos orgânicos.
→ Revestimentos metálicos
▪ Galvanização: a peça de aço é mergulhada em banho de zinco
(exemplo: aço galvanizado).
▪ Aspersão térmica (metalização): o material metálico que será
usado como revestimento é fundido eprojetado sob a forma de
finíssimas partículas sobre o material a ser protegido.
OUTROS MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO
→ Revestimentos orgânicos (Tintas)
→ Vantagens:
▪ Facilidade de aplicação
▪ Facilidade de manutenção
▪ Relação custo/benefício atraente
▪ Boa estética
→ Processos de aplicação:
▪ Imersão
▪ Aspersão por meio de pistola
▪ Trincha
▪ Rolo Corrosão sob revestimento
OUTROS MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO
→ Proteção catódica
➢ Se for inevitável, um par galvânico
poderá ser utilizado como prevenção da
corrosão.
➢ Emprego de um par galvânico: o metal
a ser protegido é conectado eletricamente
a um outro metal que é mais reativo
naquele ambiente específico. Este último
metal se oxidará, mediante cessão de
elétrons, protegendo o primeiro metal
contra a corrosão.
Nível do solo
Tubo de 
aço
Anodo de
Magnésio Aterro
Elétrons
Fio de cobre revestido
Ambiente de terra
Progressivamente 
mais inerte 
(Catódico)
Progressivamente 
mais ativo 
(Anódico)
Platina
Ouro
Grafita
Titânio
Prata
Aço inoxidável 306 (passivo)
Aço inoxidável 304 (passivo)
Inconel (80Ni-13Cr-7Fe) (passivo)
Níquel (passivo)
Monel (70Ni-30Cu)
Ligas cobre-níquel
Bronzes (ligas Cu-Sn)
Cobre
Latões (ligas Cu-Zn)
Inconel (ativo)
Estanho
Chumbo
Aço inoxidável 306 (ativo)
Aço inoxidável 304 (ativo)
Ferro fundido
Ferro e aço
Ligas de alumínio
Cádmio
Alumínio comercialmente puro
Zinco
Magnésio e suas ligas
OUTROS MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO