Influência da laminação, solubilização e envelhecimento artificial no desgaste microabrasivo do alumínio 1120 e 6201
Solubilização, Envelhecimento artificial, Desgaste microabrasivo, alumínio-liga,
Para a produção e transmissão de energia elétrica, o Brasil adota o sistema hidro-termo-eólico em grande porte. Este sistema é constituído por quatro subsistemas, interconectados por linhas de transmissão com cerca de 200.000 quilômetros de extensão. Em linhas aéreas de transmissão de energia são utilizados os Cabos de Alumínio Liga 6201 (CAL) e/ou Alumínio Liga 1120, formado por encordoamento concêntrico, composto de camadas (coroas) de fios de liga de alumínio 6201 ou 1120. Como os cabos são suspensos, são submetidos às condições em que o regime de vento produz vibrações na linha, que provocam tensões multiaxiais e deslizamento parcial entre as camadas trançadas, o que pode levar a falhas na linha. Estas falhas, normalmente, ocorrem por fadiga ou por atrito, e começam com marcas de desgaste abrasivo que aparecem na zona de contato entre as camadas dos fios, entre os fios e os grampos de suspensão. Na literatura são encontrados trabalhos em que foram pesquisadas relações entre resistência à tração, limite de escoamento e resistência à fadiga com tratamentos efetuados nas ligas 6201 e 1120. No entanto, a relação entre as alterações causadas pelos tratamentos térmicos na liga 6201 e tratamento a frio na liga 1120 e a resistência ao desgaste abrasivo é pouco estudada. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo a avaliação do comportamento de alumínio-liga 6201 tratado termicamente e do alumínio-liga 1120 laminado a frio frente ao desgaste microabrasivo. Vergalhões de 9,52 mm de diâmetro da liga 6201 do sistema Al-Mg-Si, foram solubilizados em temperaturas de 520o C, por um período de 2 h de permanência e resfriamento em água a temperatura ambiente. O envelhecimento artificial foi realizado a temperatura de 200 °C durante 8 h, com resfriamento no forno até a temperatura ambiente. Também foram laminados a frio vergalhões de alumínio-liga 1120, de 9,52 mm de diâmetro, até 4 mm. Foram realizados ensaios de microdureza Vickers, micrografias MEV e confocal nas amostras, e testes de desgaste microabrasivo durante 20, 30, 40, 50 e 60 min. Os ensaios de desgaste foram realizados com o uso de equipamento de desgaste microabrasivo, com configuração de esfera livre, utilizando lama abrasiva de alumina (Al2O3) em uma concentração de 0,40 g/mL de água destilada. Os dados dos ensaios de desgaste foram tratados utilizando a equação de Achard para o desgaste microabrasivo. Os resultados obtidos mostraram que a liga de alumínio 1120 laminada apresenta maior dureza Vickers do que a liga testada sem laminação, com diferença de 8%. O aumento de dureza Vickers pode ser atribuído ao trabalho a frio da liga promovido pela laminação, que leva ao aumento da rigidez por deformação plástica. As amostras do alumínio-liga 6201 tratadas com envelhecimento por 8 h apresentam dureza maior em comparação à mesma liga tratada apenas com solubilização, com uma diferença positiva de 38%. Ocorre neste caso a formação e redistribuição de precipitados durante o envelhecimento, promovendo distorções na rede cristalina causadas pelas partículas β” coerentes com a matriz. A liga 6201 laminada-envelhecida teve um aumento na dureza de 47,2% comparando a liga solubilizada. O trabalho a frio adicional promove a movimentação das discordâncias e seu empilhamento nos precipitados gerados pelo envelhecimento , causando encruamento e aumento da dureza. Os resultados obtidos pela análise feita via microscopia eletrônica de varredura mostram que as ligas de alumínio 1120, em ambas as condições de ensaio, apresentam desgaste microabrasivo por rolamento que pode ser atribuído ao nível de força aplicada e a concentração da lama abrasiva utilizados para os testes de desgaste. Os resultados da análise por microscopia eletrônica de varredura revelaram que as amostras da liga 6201, após tratamento de solubilização, apresentaram desgaste microabrasivo por riscamento. Essas observações indicam que as partículas incorporadas são responsáveis por riscar o corpo de prova mais macio, pro