Influència del pH en el comportament a corrosió del metall dur

Abstract

Des del seu descobriment i fins avui, els metalls durs han jugat un paper important en la indústria gràcies a la seva bona combinació de propietats mecàniques com són una gran resistència al desgast, una bona duresa i una notable tenacitat de fractura, fent que s'utilitzin en industries tan variades com la mecànica, la minera o l'alimentaria. Aquestes propietats venen donades gràcies a la fase ceràmica i la fase metàl·lica (lligant) que presenta aquest material. Tot i això, la vida en servei d'aquest material està no només marcada per les seves propietats sinó també per la seva resistència a la corrosió davant el medi en el que treballa. L'objectiu d'aquest Projecte de Final de Carrera és avaluar la influència de la microestructura en el dany induït per corrosió en diferents mostres de carburs cementats (WC-Co i WC-Co-Cr) així com caracteritzar el dany generat per la corrosió en diferents ambients amb diferents pH , els tipus d'òxids que es generen, algunes propietats mecàniques després de la corrosió i poder determinar quina de totes les composicions que s'han utilitzat en el treball presenta una millor resistència general cap a la corrosió. Per generar aquest dany de corrosió, s'han submergit els diferents graus de metall dur utilitzats (6CoCrF, 10CoCrF, 6CoM i 6CoCrM) en diferents solucions (amb pH àcid, neutre o bàsic). La resistència a la corrosió s’ha avaluat mitjançant la determinació de la pèrdua de pes. La velocitat de corrosió s'ha determinat mitjançant assajos de polarització, la caracterització dels productes formats durant la corrosió per espectroscòpia de Raman i s'han caracteritzat totes les propietats mecàniques fonamentals abans de la corrosió. A més, s'han portat a terme alguns assajos després de la corrosió per tal d'avaluar els canvis de propietats mecàniques com ara nanoindentacions i assajos monotònics per veure la resistència a la fractura dels diferents graus de metall dur utilitzats en el projecte. Els resultats ens indiquen que en medi àcid les velocitats de corrosió són més altes en comparació a la resta de medis estudiats. A diferència del que s'observa en medi bàsic, on les qualitats estudiades tenen un comportament similar, en medis àcids i neutres, les qualitats amb un menor percentatge de lligand, una microestructura de gra fi i la presència de crom en el lligand afavoreixen una millor resistència a la corrosió. L'efecte del dany introduït per corrosió sobre les propietats mecàniques s'evidencia mitjançant assaigs monotònics especialment en mostres que han estat submergides en medi àcid. Per altra banda, l'estudi realitzat ha posat de manifest que la tècnica de nanoindentació permet observar variacions en les propietats mecàniques de les mostres corroïdes en funció de la composició química de les mostres. Finalment, mitjançant espectroscòpia de Raman, s'ha pogut identificar òxids de diferent naturalesa i que aquests apareixen en diferent proporció en funció del pH del medi.