Influência de tratamentos térmicos na vida em fadiga e na superfície de fratura de fios de liga de alumínio 6201

Abstract

Neste trabalho foram avaliados o comportamento à fadiga, a fratura e a superfície factrográfica dos corpos de prova fabricados a partir de fios da liga de alumínio 6201 (Al-Mg- Si), que são utilizados para a fabricação do cabo condutor CAL 900 MCM, com diferentes tratamentos térmicos - T4, T6 e T81 - que variaram diferentes temperaturas de solubilização (470 °C, 490 °C, 510 °C, 530 °C e 550 °C), tipos de envelhecimento (artificial e natural) e diferentes tempos de envelhecimento (4 h, 8 h, 12 h, 16 h, 20 h e 24 h para o envelhecimento artificial e 1500 h e 3000 h para o envelhecimento natural). Neste sentido foi desenvolvido um vasto programa experimental para a obtenção dos diagramas S-N (previsão de vida) dos corpos de prova comparando a vida em fadiga, os tipos de fratura e características das superfícies das quebras para os diferentes tratamentos térmicos. Os resultados mostraram que as temperaturas de solubilização de 510 °C, 530 °C e 550 °C apresentaram os melhores resultados de microdureza, e que aumentavam com o acréscimo do tempo de envelhecimento, levando ao aumento da resistência mecânica e da vida em fadiga dos corpos de prova. Com base nos resultados obtidos para os envelhecimentos natural e artificial, verificou-se que quanto maior o tempo de envelhecimento as propriedades mecânicas de dureza e limite de resistência à tração aumentavam, mostrando que os precipitados endurecedores da liga atuam de maneira eficiente para o travamento, ou dificultam, do movimento das discordâncias, inferindo que as partículas endurecedoras da liga têm papel fundamental no aumento da resistência a fadiga e das propriedades mecânicas estáticas do material. Por outro lado, as análises das fraturas não apresentaram grandes diferenças entre os corpos de prova analisados, onde todos apresentaram dimples (característica de uma fratura dúctil) equiaxiais, no sentido da maior tensão, região de propagação macroscópica da trinca e as trincas tendo seu início próximas a superfície. Apesar dos valores de dureza para os corpos de prova tratados com S550A20 e S550A24 (T6) serem semelhantes a dureza obtida nos corpos de prova dos fios como recebido – (tratamento T81), a vida em fadiga entre eles se mostrou bem diferente, inferindo que a etapa de conformação mecânica (trefilação) sofrida por estes fios desempenha papel fundamental no aumento da vida à fadiga dos corpos de prova.