Análise da influência dos solutos Zr e Ti sobre as propriedades mecânica, elétrica e de termorresistência de uma liga Al-Cu-Fe-Si destinada a Tx e a Dx de energia elétrica

O contexto energético mundial apresenta um aumento constante do consumo de energia elétrica no último século, desta forma exigindo a pesquisa de novos materiais para a aplicação em cabos e fios condutores de eletricidade. A partir destas demandas por novos materiais, desenvolveu-se uma análise da influência dos solutos zircônio e titânio na modificação de características importantes de uma liga Al-Cu-Fe-Si, destinada a ser o meio condutor de energia elétrica, almejando obter propriedades termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”, a partir do Al-EC, fixando-se na liga-base os teores de 0,05% Cu, [0,24 a 0,28]% Fe e 0,7% de Si, e em seguida, inserindo-se os teores de 0,26% Zr e 0,26% Ti. O experimento foi dividido em duas etapas, ETAPA A e ETAPA B, respectivamente, com o intuito de se avaliar as características mecânicas, elétricas e estruturais das ligas. Os corpos de prova após laminação a frio (nos diâmetros 2,7; 3,0; 3,8 e 4,0 mm) foram analisados sem tratamento térmico (STT) e com tratamento térmico (CTT): 230 ºC por uma hora, de acordo com o protocolo COPEL, 310 ºC e 390 ºC por uma hora, visando avaliar a ermorresistência em temperaturas mais elevadas, a estabilidade térmica e analisar as microestruturas desenvolvidas em tais tratamentos térmicos (TT). Verificou-se que o Ti tem maior capacidade de refinar o grão em relação ao Zr, que apresenta grãos menos refinados, porém com melhores propriedades físicas e apresentando-se termorresistente.

ABSTRACT: The global energy context presents a steady increase in electricity consumption in the last century, thus requiring the search for new materials for use in wire and cable conductors of electricity. From these demands for new materials, was developed an analysis of the influence of solute titanium and zirconium in the modification of important characteristics of the Al-Cu-Fe-Si alloy, destined to be the middle conductor of electricity, aiming to get properties resistant to heat. For this study, the alloys were obtained by direct casting in Ushaped metal ingots, from the Al-EC, standing at the base levels of 0.05 wt% Cu, [0.24 to 0.28] wt% Fe and 0.7 wt% Si, and then inserting the contents of 0.26 wt% Zr and 0.26 wt% Ti. The experiments were, divided in two steps, STEP A and STEP B , respectively. In order to characterize mechanical, electrical and structure of alloys. The specimens after cold rolling (in diameters of 2.7, 3.0, 3.8 and 4.0 mm) were analyzed without heat treatment (STT) and with heat treatment (CTT): 230 °C for one hour, according to the protocol COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica), 310 °C and 390 °C for one hour, to evaluate the heat resistance at higher temperatures, thermal stability and analyze the microstructures developed in these heat treatments (TT). It was found that Ti has more capacity to refine the grain compared to Zr, which has less refined grains, but with better physical properties are presented and heat resistant.