Poderosa, a tenista bielorrussa fechou o primeiro set com um pneu em apenas 29 minutos diante de uma adversária que atualmente ocupa a 53ª posição do ranking.
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Talvez por excesso de confiança, Sabalenka perdeu o primeiro game do segundo set após cometer dois erros não forçados e uma dupla falta.
Mas Aryna empatou o set em 2-2 e quebrou novamente o saque da rival quando Kasatkina sacava para levar ao tie-break, garantindo a vitória em uma hora e 17 minutos.
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Com essa vitória, a bielorrussa se torna a nona mulher a alcançar 100 vitórias como número um do ranking WTA.
Sabalenka satisfeita
"Estou feliz por nunca desistir nos momentos difíceis", afirmou Sabalenka, que no ano passado perdeu a final de Roland Garros para a americana Coco Gauff.
Nas oitavas de final, a tenista nascida em Minsk vai enfrentar outra tetracampeã de Grand Slam, a japonesa Naomi Osaka.
Sabalenka venceu a estrela japonesa duas vezes nesta temporada, mas Naomi levou a melhor no único confronto entre elas em um Grand Slam, na mesma fase do US Open 2018, que seria o primeiro de seus quatro títulos de Grand Slam.