Efecto de la formación de intermetálicos Mg-Al y Mg-Zn y de la presencia de Zr en la resistencia a la corrosión de aleaciones de Magnesio

Abstract

RESUMEN:El magnesio es considerado como el elemento metálico estructural más ligero, no obstante, su uso se ve limitado por su baja resistencia a la corrosión, por lo que, es necesario modificarlo ya sea microestructuralmente, incorporando elementos aleantes para disminuir su velocidad de corrosión, o realizando recubrimientos que eviten que la superficie del material entre en contacto con el medio ambiente [1–3]. Entre los elementos aleantes comúnmente empleados en aleaciones de magnesio se encuentran el zinc, aluminio, zirconio y diferentes tierras raras. Se conoce que algunos de los intermetálicos formados entre el Mg-Al y Mg-Zn le confieren una mejoría en su resistencia al corrosión; a pesar de ello, este tipo de modificaciones aún no resuelve ésta problemática [3]; por lo tanto, se deben emplear métodos de modificación superficial a este tipo de materiales. Existen diferentes métodos para realizar dicha modificación sobre magnesio, tanto en húmedo como en seco; sin embargo, actualmente es indispensable el empleo de una técnica que tenga mínimos efectos en la contaminación del medio ambiente. Una de las técnicas más promisorias es la evaporación térmica, por medio de la cual se logra el depósito de diferentes metales convirtiéndose en un método sencillo, económico y ambientalmente sostenible para el procesamiento de superficies. En esta investigación se realizó la modificación superficial en un sustrato de magnesio c. p. y una aleación de magnesio AZ31B, adicionando a la superficie capas de aluminio, zinc o aluminio-zinc con diferentes tratamientos térmicos que permitieron formar capas ricas en intermetálicos M17Al12, Mg4Zn7 y Mg17(Al, Zn)12 respectivamente. Para el recubrimiento de Al fue necesario depositar una capa de 5.5 µm de espesor para evitar zonas carentes del compuesto intermetálico en la superficie del sustrato, causantes de la baja resistencia a la corrosión. En tanto a las capas de Zn, estas presentaron un alto contenido de oxígeno durante los tratamientos térmicos, lo cual, junto con la morfología del intermetálico formado fueron perjudiciales, aumentando la velocidad de corrosión. Para el caso de capas de Al-Zn, la presencia de Zn en un porcentaje alrededor del 8% at., junto a aluminio presentó un efecto positivo en la formación del intermetálico, aumentando la difusión del Al en el sustrato y disminuyendo la temperatura de formación de la capa Mg17Al12, lo cual favoreció la formación de una capa compacta, comparada con el recubrimiento de Al, que presentó un intermetálico tipo eutéctico o bifásico. Se evaluó adicionalmente un contenido de Zr depositado por evaporación térmica entre las diferentes capas y el sustrato, el cual actuó como barrera de difusión, requiriendo modificar los tratamientos térmicos. De acuerdo a los resultados de la resistencia a la corrosión, las capas de Al obtuvieron las mejores respuestas seguidas por Al8Zn y por último el Zn. En tanto a la incorporación del Zr, la formación de fases intermetálicas con el aluminio tuvo un efecto negativo frente a la resistencia a la corrosión en el Mg c. p., no obstante, al no presentar este tipo de fases en el sustrato AZ31, logró superar 503 horas en niebla salina, siendo un resultado bastante positivo para este tipo de materiales.