Метод принимает StringBuilder и внутри выполняет sb.append("x"), а затем sb = new StringBuilder(). Что увидит вызывающий код?

Формулировка «объекты передаются по ссылке» — самая живучая путаница в теме. На самом деле по значению передаётся всё, просто для ссылочных типов значением является сама ссылка. Копия ссылки указывает на тот же объект, поэтому вызовы, меняющие его состояние, видны снаружи. Присваивание же переставляет только локальную копию, и на переменную вызывающего это не влияет. Отсюда следствие: «вернуть значение через параметр» в Java невозможно — нужен возврат результата или объект-контейнер. Модификатор final у параметра запрещает переприсваивание внутри метода, но на семантику передачи не влияет.