Estudio del comportamiento frente a corrosión-cavitación en bronces al aluminio y al manganeso

Abstract

Las aleaciones de cobre, en particular, los bronces al aluminio y al níquel, Nickel Aluminium Bronzes (NAB), y bronces al aluminio y al manganeso, Manganese Aluminium Bronzes (MAB), son las más utilizadas para trabajar en ambientes marinos donde se requiere la necesidad de elementos que trabajen en bajo flujos turbulentos de fluido. En el presente trabajo, se realiza un estudio del comportamiento a la cavitación y posible impacto sobre su comportamiento a la corrosión de uno de los bronces, MAB, para poder ser utilizado como alternativa al NAB, debido a su menor precio. Para ello se utiliza un baño de ultrasonidos que provoca cavitación acústica gracias a los ultrasonidos emitidos por los transductores. Se estudiará y comparará el efecto de la cavitación en función de variables meticulosamente seleccionadas, tales como: a) la posición en la que incide sobre el material, b) la distancia de incisión desde el foco de ultrasonidos y, c) tratamientos térmicos realizados en el material. Para estudiar el comportamiento frente a la sinergia de la corrosión-cavitación, se ha seleccionado como medio de inmersión de las probetas, agua de mar natural. El análisis de los ensayos realizados se lleva a cabo mediante técnicas de inspección visual y equipos de medición de la rugosidad superficial. Con motivo de estudiar si la cavitación provoca un detrimento sobre las propiedades mecánicas del metal, se llevan a cabo ensayos comparativos de caracterización mecánica. Comparando las propiedades mecánicas entre probetas sometidas a cavitación y probetas sin cavitar, se evalúa el efecto perjudicial de la cavitación.

Copper alloys, particularly Nickel Aluminium Bronzes and Manganese-Aluminium Bonzes alloys (MAB) are the most used for operations in marine environments, where the necessity for elements to function under turbulence fluid flows is crucial. In this study, an investigation into the cavitation behaviour and its potential impact on corrosion behaviour of one of these bronzes, MAB, is conducted to explore its viability as a more cost-effective alternative to NAB. This investigation employs an ultrasonic bath that induces acoustic cavitation through ultrasound waves emitted by transducers. The effect of cavitation is studied and compared based on meticulously selected variables, including a) the point of impact on the material, b) the distance of impact from the ultrasound focus, and c) heat treatments applied to the material. To assess the behaviour concerning the synergy of corrosion-cavitation, natural seawater is chosen as the immersion medium for the test specimens. Analysis of the conducted tests is carried out using visual inspection techniques and equipment for measuring surface roughness. Additionally, comparative mechanical characterization tests are conducted to determine if cavitation has a detrimental effect on the mechanical properties of the metal. By comparing the mechanical properties of specimens subjected to cavitation and those not cavitated, the detrimental impact of cavitation is evaluated.