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A maioria das ligas de alumínio apresenta boa resistência à corrosão em atmosferas naturais, água fresca, água do mar, muitos solos e substâncias químicas e à maioria dos alimentos, sendo que recipientes com paredes finas de alumínio são capazes de resistir à perfuração. Deve ser feita uma clara distinção entre durabilidade e estética. Uma superfície de alumínio pode não ser atraente devido à aspereza causada pela presença de pites de corrosão localizada, ou mesmo tornar-se fosca ou escura devido à retenção de sujeira, mas este ataque superficial suave não apresenta nenhum efeito em termos de durabilidade do produto. Este texto aborda primordialmente a corrosão de ligas de alumínio, embora contenha alguma informação sobre corrosão de ligas de alumínio fundidas, sobre as quais pouca informação está disponível na literatura mundial. Provavelmente devido ao fato de que nas peças fundidas, por serem mais espessas, a corrosão não é um problema tão sério como nas finas peças trabalhadas. Além disso, a estética não é tão importante para peças fundidas. A composição química e o tratamento térmico, ou termomecânico, influem muito no comportamento das ligas de alumínio em termos de corrosão. Por outro lado, diferenças de prática de fundição pouco influem nesse comportamento.
Camada de Óxido Superficial no Alumínio
De acordo com a termodinâmica o alumínio deveria ser um metal reativo, com baixa resistência à corrosão. A resistência á corrosão do alumínio em muitos ambientes depende da presença de um filme fino, compacto e aderente de óxido na superfície. Sempre que uma nova superfície de alumínio é criada, e exposta tanto ao ar quanto à água, forma-se um filme superficial de óxido de alumínio (Al2O3), o qual cresce rapidamente. A espessura normal desse tipo de filme é da ordem de 5 nanometros (50 Angstrom). A espessura desse filme protetor cresce muito mais rapidamente na água do que no ar, formando-se filmes muito mais espessos em ausência de oxigênio.
O óxido de alumínio se dissolve em muitas substâncias químicas, principalmente em ácidos fortes e álcalis. Quando o filme é removido, o metal se corrói rapidamente por dissolução uniforme. De um modo geral, o filme de óxido é estável numa faixa de pH de 4,0 a 9,0, porém há exceções, como, por exemplo, a estabilidade no ácido nítrico concentrado (pH 1,0) e em hidróxido de amônia concentrado (pH 13,0).
Complexidade do Processo de Corrosão
A definição de corrosão envolve tanto o ambiente quanto o metal, então a resistência à corrosão de uma liga de alumínio depende tanto do ambiente quanto da liga. Variáveis tanto químicas quanto físicas do ambiente afetam a corrosão. A influência química do ambiente depende da sua composição e da presença de impurezas, tais como íons de metais pesados. As variáveis físicas são a temperatura, o grau de movimento e agitação, e a pressão. Outra variável física importante que pode causar corrosão no alumínio é a presença de correntes elétricas (contínuas ou alternadas).
As variáveis associadas à liga que afetam a corrosão são a composição química e o processo de fabricação. Por outro lado, estes fatores determinam a microestrutura, a qual determina se ocorre ou não a corrosão localizada e o tipo de ataque. O projeto de uma estrutura de alumínio também apresenta grande influência no seu comportamento em relação à corrosão. Outros fatores importantes no mesmo sentido são o projeto de juntas e a presença de outros metais.
Devido ao grande número de variáveis que influenciam a corrosão, a adequação do alumínio, ou liga de alumínio, a uma dada aplicação não pode ser definida somente em relação a um tipo de ambiente ou produto. É necessário um conhecimento completo quanto à presença de impurezas, às condições de operação, ao projeto de uma determinada peça ou equipamento, e à microestrutura da liga. É muito valiosa qualquer experiência anterior quanto a aplicações bem sucedidas em condições de serviço.
Comportamento Geral em Corrosão
Corrosividade Relativa de Atmosferas Naturais – Atmosferas podem ser classificadas como rurais, industriais, marinhas, ou industriais-marinhas, embora estes sejam apenas tipos genéricos, havendo amplas variações de corrosividade de qualquer tipo. Com base em ensaios atmosféricos no alumínio realizados em várias localidades do mundo já foram determinadas taxas de corrosão (perda em massa) da ordem de 0,03 a 4,1 micrômetros por ano, ou seja, uma variação de 160 para 1. A corrosividade relativa de uma atmosfera depende muito do metal que está sendo analisado, assim como do local em que a peça metálica está instalada. Além disso, a corrosividade das atmosferas varia de uma liga de alumínio para outra. A dispersão dos resultados é maior no caso de ligas com menor resistência à corrosão. De um modo geral, ligas do sistema Al-Cu (série AA 2XXX) apresentam menor resistência à corrosão do que ligas do sistema Al-Mn (AA 3XXX), que por sua vez são menos resistentes à corrosão do que o alumínio comercialmente puro.
A corrosividade de uma atmosfera marinha num determinado local depende de alguns fatores, como a quantidade de sal presente dissolvido na atmosfera neste local, o período de umidade à qual está submetida a superfície metálica, e a temperatura. A extensão da atuação dos sais dissolvidos na atmosfera depende da direção, da velocidade e da freqüência do vento, da topografia da costa e da maré do local de onde o vento sopra. Em todos os locais, o teor de sal dissolvido na atmosfera diminui com o aumento da distância do mar, e na maioria dos casos seu efeito é desprezível a poucos quilômetros da costa.
Efeito das Intempéries na Superfície de Alumínio
Ligas de alumínio se corroem, quando expostas ao tempo, por um suave enrugamento da superfície como resultado da formação de pites pouco profundos. Não ocorre diminuição uniforme da espessura do material. Assim, a máxima profundidade de um pite num determinado instante é uma medida mais significativa da extensão da corrosão do que a perda de massa. Entretanto, a perda de massa é uma medida do enrugamento.
Taxa de Corrosão Atmosférica
No início do processo de corrosão, o aumento da taxa de corrosão com o tempo depende da corrosividade numa dada atmosfera.
