61ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 4. Engenharia de Materiais e Metalúrgica

CARACTERIZAÇÃO DA LIGA 6101 REFINADA COM A ADIÇÃO DE DIFERENTES TEORES DE COBRE SOLIDIFICADA EM MOLDE “U”

Kazuo de Almeida Kamizono 3 José Maria do Vale Quaresma 1 Johnyson Pereira Feitosa 2 Patrick dos Santos Nogueira 3 Rodrigo Sato Soares 3 Paulo Cordeiro Machado 3

1. Prof. Dr.-GPEMAT/FEM/ITEC-Universidade Federal do Pará (Orientador) 2. Mestre em Engenharia Mecânica-GPEMAT/FEM/ITEC-Universidade Federal do Pará 3. Graduando em Engenharia Mecânica-GPEMAT/FEM/ITEC-Universidade Federal do Pará

INTRODUÇÃO:

Desde que foi obtido em escala industrial, o alumínio vem ocupando novos mercados. O mercado de energia elétrica consome alumínio em larga escala por suas características de condutividade elétrica e leveza, que atendem às necessidades das redes de transmissão, com uma das menores taxas de desperdício ao longo de sua extensão. A conquista de um espaço cada vez maior na indústria de condutores elétricos pelas ligas da série 6000 (Al-Mg-Si) é alavancada pelas significativas vantagens no uso de fios e cabos de liga no lugar dos tradicionais cabos de alumínio com alma de aço para o transporte e distribuição de energia. Portanto, este trabalho objetiva analisar a influência da variação do cobre (0,05; 0,1; 0,2 e 0,3% Cu) quanto à trabalhabilidade da liga 6101 solidificadas em molde “U”. As ligas foram avaliadas através de caracterização mecânica [limite de resistência a tração (LRT) e tenacidade] e elétrica (resistividade e condutividade elétrica), para corpos de prova de diferentes diâmetros.

METODOLOGIA:

A produção das ligas teve como ação inicial o corte e a pesagem das barras de Al-EC e dos elementos ligantes utilizados neste trabalho. A fusão dos metais foi feita em um forno tipo MUFLA, cuja temperatura de trabalho foi ajustada a 780°C, temperatura esta que garantiu a fusão completa dos metais. Um pouco antes do vazamento foi retirada uma pequena amostra de metal para se fazer a análise química do mesmo. O perfil “U” obtido no vazamento é inicialmente desmembrado em duas partes (pernas), com comprimento de 250mm, em seguida usinadas do diâmetro de 22mm para diâmetros entre 10 a 11mm e, então, laminadas a frio até o diâmetro de 3,98mm em um laminador elétrico MENAC de secção circular de diferentes diâmetros (sendo 3,98mm seu menor valor). Após a laminação, os fios foram trefilados nos diâmetros finais de (3.62, 3.45 e 2.90)mm, gerando corpos de prova utilizados para realização dos ensaios. Para se avaliar a resistência elétrica, uma ponte de kelvin MEGABRÁS modelo MPK-2000 foi utilizado. Os resultados da resistência elétrica são transformados para resistividade, através da norma NBR 6815, afim de que sejam posteriormente transformados em condutividade elétrica medidos em IACS, padrão internacional de condutividade. Os ensaios de tração foram realizados, segundo as normas para cabos elétricos NBR 6810 para a geração de dados que permitiu caracterizar os perfis de LRT e tenacidade, em uma máquina de tração KRATOS modelo IKCL1-USB acoplada a um computador com sistema de aquisição de dados.

RESULTADOS:

Nas análises químicas feitas através do equipamento de espectrometria óptica, observou-se que os teores de silício e cobre ficaram dentro dos valores estabelecidos para liga 6101 com 0,4%Si e [0,05; 0,1; 0,2 e 0,3]%Cu. Os resultados de LRT apresentaram uma tendência de crescimento para menores diâmetros dos fios. O mesmo se verificou quando se adiciona mais cobre na liga. A tenacidade decresceu para maiores teores de soluto na liga e para menores diâmetros dos corpos de prova. A resistividade elétrica da liga aumenta à medida que se acrescenta cobre e diminui com a redução do diâmetro dos fios. Em relação à condutividade elétrica, esta se apresenta maior para menores diâmetros e para menores teores de soluto.

CONCLUSÃO:

A análise do LRT em função dos diâmetros dos fios mostrou que estes influenciam significativamente os resultados, sendo o LRT para o diâmetro 2,90mm maior do que o diâmetro 3,98mm e essa diferença permanece à medida que se adiciona cobre na liga. Outra forma de interpretar os resultados do LRT, diz respeito ao encruamento sofrido pelos fios aumentar sua resistência mecânica devido ao acumulo das discordâncias, e conseqüentemente diminuir a trabalhabilidade da liga, associados também ao crescente teor de cobre. A condutividade elétrica foi melhor para menores teores de cobre e menores diâmetros.

Instituição de Fomento: Universidade Federal do Pará

Palavras-chave: Caracterização da liga 6101 refinada, Caracterização Mecânica, Condutividade Elétrica.