Tecnico Aeronautico

Materiales Aeronáuticos: Corrosión del magnesio y sus aleaciones

Corrosión en las aleaciones de magnesio

La resistencia a la corrosión del magnesio depende de ciertos factores los cuales en general también resultan críticos para otros tipos de metales. Para que la corrosión se produzca, deben aparecer cuatro factores:

a) Un metal susceptible a la corrosión (llamado ánodo).

b) Un material de menor tendencia a la corrosión.

c) La presencia de un líquido conductor (electrolito).

d) Debe existir contacto entre ambos metales (ánodo y cátodo).

Algunos factores influyentes en la corrosión comprenden:

El tipo de material, tratamiento térmico y tipo de grano, composición de la aleación y efectos de las impurezas, tipo de ambiente (ambiente rural, ambiente marino, elevada temperatura, entre otros) y exposición a este, el estado de la superficie de la pieza, el contacto con otros metales, disponibilidad de oxígeno, presencia de organismos biológicos, entre otros.

Termodinámicamente, el magnesio debe reaccionar completamente con el oxígeno, así como también con el agua. Generalmente, el hecho de que no reaccione con alguno de estos se debe a un comportamiento pasivo en muchos ambientes. En un ambiente corrosivo, las picaduras u otras formas de corrosión local se producen como resultado de la descomposición de la película.

Efecto de los distintos materiales

Elementos como el aluminio, manganeso, sodio, silicio, estaño y plomo; así como torio, circonio, berilio, cerio, itrio, praseodimio; se sabe que tienen poco o ningún efecto sobre la resistencia a la corrosión del magnesio puro frente al agua salada cuando están presentes en niveles superiores a su solubilidad sólida, o hasta un máximo del 5%.

Elementos como cadmio, zinc, calcio y plata; tienen un efecto de aceleración leve a moderada en cuanto al ataque de la corrosión, mientras que otros como hierro, níquel, cobre y cobalto tienen efectos muy nocivos debido a su bajo límite de solubilidad sólida y su capacidad para servir como sitios catódicos activos para la reducción de agua en cuanto al sacrificio del magnesio elemental.

Efectos de los tratamientos Tratamientos como el mecanizado, conformado, la soldadura, o algunos tratamientos térmicos pueden dejar en el material tensiones residuales que pueden causar grietas en ambientes corrosivos. Los especímenes homogeneizados y envejecidos artificialmente (T6) muestran considerablemente menos corrosión que las muestras fundidas (F) y homogeneizadas (T4). El tratamiento térmico influye principalmente la distribución de la fase Beta intermetálica (distribución hexagonal compacta de los átomos; Mg17Al12) en la aleación. El envejecimiento de homogeneización (T6) causa la precipitación de esta fase como una red casi continua de partículas secundarias a lo largo de los bordes de los granos. En la condición T4, la fase beta se disuelve completamente. El trabajo en frío de las aleaciones de magnesio (por ejemplo, con el estiramiento o flexión) no tiene efecto apreciable sobre la velocidad de corrosión. Sin embargo, la contaminación superficial debido a la manipulación y el tratamiento mecánico en gran medida pueden degradar la resistencia a la corrosión de las aleaciones de alta pureza.

Materiales Aeronáuticos: Corrosión del magnesio y sus aleaciones

Preparado por: Hinojosa, I. - Muniz, G. - Parisi, F. - Salas, M. - Sgroi, H.

Factores ambientales Atmósferas: los principales agentes corrosivos son el oxígeno y la humedad en el aire. La corrosión a menudo resulta de la acción directa del oxígeno atmosférico y la humedad en el metal. La atmósfera también puede contener otros gases corrosivos y contaminantes, especialmente los gases industriales y la neblina salina de mar. Una superficie de aleación de magnesio limpia y sin protección expuesta a ambientes interiores o exteriores libres de niebla salina desarrollará una película gris que protegerá el metal de la corrosión, causando solo pérdidas insignificantes en las propiedades mecánicas. Cloruros, sulfatos y materiales extraños que mantengan la humedad en la superficie pueden provocar la corrosión y las picaduras. La película superficial que normalmente se forma en las aleaciones de magnesio ofrece una protección limitada de ataques. El magnesio y las piezas de aleación de magnesio sin protección son resistentes a los ambientes rurales y moderadamente a ambientes marinos e industriales. Por esa razón, en ambientes marinos muy cargados con neblina salina, el magnesio requiere protección para la supervivencia prolongada, la cual consistirá en capas aplicadas adecuadamente. La corrosión de las aleaciones de magnesio aumenta con la humedad relativa. En 9,5% de humedad, ni el magnesio puro, ni cualquiera de sus aleaciones exhiben evidencias de corrosión de la superficie después de 18 meses. En 30% de humedad, solo ocurre una corrosión menor. A 80% de humedad de la superficie exhibe una considerable corrosión. Agua dulce: la corrosión debida al agua depende del tipo y cantidad de minerales disueltos, así como también de las impurezas orgánicas y gases disueltos (especialmente el oxígeno) en el agua. Una de las características que hace que el agua sea más corrosiva es su conductividad. Factores como la temperatura del agua también tienen un efecto directo en la corrosividad. En agua destilada a temperatura ambiente, las aleaciones de magnesio forman rápidamente una capa protectora que impide el ataque corrosivo. Sin embargo, pequeñas cantidades de sales disueltas en el agua, en particular cloruros o sales de metales pesados, romperán la película de protección, lo que dará lugar a picaduras. El oxígeno disuelto en bajas concentraciones no juega ningún papel muy importante en la corrosión del magnesio en agua dulce o bien en soluciones salinas. La corrosión de las aleaciones de magnesio por el agua pura aumenta sustancialmente con la temperatura. Soluciones salinas: una grave corrosión se puede producir en soluciones neutras de sales de metales pesados, como cobre, hierro y níquel. Dicha corrosión se produce cuando el metal pesado, las sales básicas de los metales pesados o ambas se juntan para formar cátodos activos en la superficie anódica del magnesio. Las soluciones de cloruro son corrosivas debido a los cloruros, que incluso en pequeñas cantidades, rompen la película protectora sobre el magnesio. Los fluoruros forman fluoruro de magnesio insoluble y en consecuencia no son apreciablemente corrosivos. Las sales oxidantes, especialmente aquellos que contienen cloro o átomos de azufre, son más corrosivos que las sales no oxidantes; pero cromatos, vanadatos, fosfatos y muchos otros forman películas por lo tanto retardan la corrosión, excepto a temperaturas elevadas.

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