Avaliação da microestrutura, microdureza e resistência à corrosão de juntas soldadas de uma liga de Ni-Cr obtidas através de diferentes processos de soldagem

Este trabalho avaliou o comportamento eletroquímico do metal de base (MB) de uma liga a base de níquel-cromo em relação a juntas soldadas desta liga obtidas pelos processos de brasagem (BRA) e Tungsten Inert Gas (TIG), imersos em saliva artificial com pH 2,5 e 5,5. Foram também realizados ensaios de microdureza e caracterização microestrutural, por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura e análise química semi-quantitativa por EDS, nos grupos MB, TIG, BRA e no cordão de solda a laser (LAS). O MB apresentou uma matriz rica em níquel e cromo, distribuída em um arranjo dendrítico típico, apresentando inclusões metálicas de silício e titânio, além de porosidades. As soldas TIG e LAS revelaram uma microestrutura mais refinada que o MB, mostrando, entretanto, uma mesma composição química e distribuição de seus elementos. A solda BRA apresentou diferenças marcantes em sua microestrutura, composição química e distribuição de seus elementos em relação ao MB. Os dados de microdureza Vickers (HV), potencial de corrosão (Ecorr) e densidade de corrente de corrosão (jcorr) foram analisados com ANOVA e teste de Tukey (p<0,05). Para determinação da influência do pH quanto a resistência à corrosão dos grupos MB, TIG e BRA, empregou-se o teste t de Student (p<0,05). O MB apresentou menor média de microdureza (256,13 9,39 HV), seguido pelos grupos TIG (271,53 8,07 HV), LAS (303,73 13,93 HV) e BRA (551,99 37,73 HV). Em pH 2,5 as médias do Ecorr (mV) para o MB, TIG e BRA foram, respectivamente, -67,9 8,43, -52,78 16,74, e -284,33 19,04; e em pH 5,5, médias de -54,03 21,15, -62,08 20,16 e -278,8 28,96. Os valores médios de jcorr (A.cm-2) para o MB, TIG e BRA em pH 2,5 foram, respectivamente, 2,49 0,95, 5,584 1,64 e 27,45 4,9; e em pH 5,5, médias de 1,929 0,83, 4,267 1,51 e 54,2 11,96. Os grupos MB e TIG apresentaram boa resistência à corrosão, com maior módulo de impedância em relação ao grupo BRA. As diferenças no pH da saliva artificial não alteraram o comportamento corrosivo dos grupos MB e TIG. Entretanto, observou-se uma redução marcante na jcorr e no módulo de impedância nas soldas obtidas pelo processo de brasagem. O grupo BRA apresentou corrosão galvânica ao ser analisado formando par com o MB, mostrando uma jcorr de 5,3 A.cm-2. Entretanto, o mesmo não foi observado quando o MB foi associado à solda TIG, onde a jcorr foi cerca de 150 vezes menor. O grupo BRA, além de apresentar um comportamento eletroquímico muito diferente do MB, revelou diferenças marcantes quanto a composição química, aspecto microestrutural e microdureza. As juntas TIG e LAS mostraram semelhanças químicas e microestruturais em relação ao MB, sendo que na solda TIG esta semelhança foi ainda mais evidente. Além disto, a solda TIG apresentou um comportamento eletroquímico muito semelhante ao MB e, portanto, parecendo ser mais recomendável para soldar ligas odontológicas de níquel-cromo em relação aos demais processos de soldagem aqui avaliados.

This study evaluated and compared the electrochemical behavior of the base metal (BM) of a nickel-chromium dental alloy with welded joints obtained by brazing processes (BRA) and Tungsten Inert Gas (TIG), when immersed in artificial saliva at pH 2.5 and 5.5. Microhardness, microstructural characterization by means of optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and semi-quantitative chemical analysis by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), were performed in the groups BM, TIG, BRA and in joints weld by laser (LAS). The BM showed a matrix rich in nickel and chromium, distributed in a typical dendritic arrangement, with inclusions of silicon and titanium, and porosities. LAS and TIG welds reveled a microstructure more refined than the BM, however, the same chemical composition and distribution of its elements. BRA showed marked differences in their microstructure, chemical composition and distribution of the elements in relation to BM. Vickers microhardness (HV), corrosion potential (Ecorr) and corrosion current density (jcorr) were statistically analyzed with ANOVA and Tukey test (p <0.05). In order to determine the influence of pH and corrosion resistance in groups BM, TIG and BRA, Student t test, with significance level of 95% was used. BM had the lowest average microhardness (HV 256.13 9.39), followed by groups TIG (271.53 8.07 HV), LAS (303.73 13.93 HV) and BRA (551, HV 99 37.73). At pH 2.5 the average Ecorr (mV) for the MB and TIG were respectively -67.9 8.43 and -52.78 16.74, and at pH 5.5, averaging -54, 03 21.15 and -62.08 20.16. LAS group showed averages of Ecorr (mV) at pH 2.5 and 5.5, respectively, -284.33 19.04 and 28.96 -278.8. The average values of jcorr (μA.cm-2) to BM and TIG at pH 2.5 were respectively 2.49 0.95 and 5.584 1.64, and at pH 5.5, 1.929 0.83 and 4.267 1.51. Average jcorr for LAS group (μA.cm-2) at pH 2.5 and 5.5 were respectively 27.45 4.9 and 11.96 54.2. BM and TIG groups showed a good corrosion resistance, with a higher impedance modulus compared to LAS group. Differences in pH of artificial saliva did not affect the corrosion behavior of BM and TIG groups. However, there was a marked reduction in jcorr and modulus of impedance obtained by soldering brazing process. BRA group presented galvanic corrosion when it was analyzed forming pair with BM group, showing a jcorr of 5.3 μA.cm-2. However, this was not observed when the BM was associated with TIG welding, where jcorr was about 150 times lower. BRA group, besides presenting a very different electrochemical behavior of MB revealed marked differences in chemical composition, microstructure and microhardness aspect. TIG and LAS joints showed chemical and microstructural similarities compared to BM, and this similarity was even more evident in the TIG welding. In addition, TIG showed an electrochemical behavior very similar to BM, and therefore seems to be more advisable to solder nickel-chrome based alloys for use in dentistry compared to other welding processes evaluated here.