Qual é o conteúdo do aço elétrico?
Apr 30, 2024
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O aço elétrico é um material ferromagnético composto de ferro que contém quantidades variadas de silício (Si) que variam de 1% a 6,5%. O desenvolvimento dos aços elétricos foi provocado por dispositivos elétricos que necessitam de aços que possam diminuir a dissipação de calor, problema que resulta em desperdício de energia. O ferro foi considerado a opção economicamente mais viável, mas suas impurezas não são ideais. Verificou-se que a adição de silício aumenta a resistividade, melhora a permeabilidade e diminui a perda por histerese. O aço elétrico disponível comercialmente mais amplamente utilizado contém cerca de 3,25% de Si, pois o maior teor de silício tende a tornar o material resultante muito frágil para laminação a frio. O aço elétrico com 6,5% de Si possui as propriedades magnéticas e elétricas mais aprimoradas, mas são necessários processos termomecânicos adicionais para superar sua fragilidade e ductilidade limitada.
Propriedades do aço elétrico
A adição de silício ao ferro melhora muito as propriedades físicas dos aços elétricos. Os aços elétricos possuem as seguintes propriedades desejáveis para apoiar a geração, distribuição e consumo de eletricidade:
Alta permeabilidade – maior capacidade de suportar campos magnéticos
Baixa magnetostrição - baixa tendência de expansão ou contração em campos magnéticos
Alta resistividade elétrica - diminui a perda do núcleo, reduzindo o componente de corrente parasita
Diminuição da perda por histerese - baixa perda por histerese significa menos desperdício de energia na forma de calor proveniente da força de magnetização alternada
Tipos de aço elétrico
Aço elétrico totalmente processado não orientado
O aço elétrico totalmente processado e não orientado possui níveis variados de silício que variam de 0,5% a 3,25% de Si. Possui propriedades magnéticas uniformes em todas as direções. Este tipo de aço elétrico não necessita de processos de recristalização para desenvolver as suas propriedades. Os graus de liga com baixo teor de silício proporcionam melhor permeabilidade magnética e condutividade térmica. Para ligas altas, espera-se melhor desempenho em altas frequências, com perdas muito baixas. Este tipo é excelente para circuitos magnéticos em motores, transformadores e carcaças de sistemas elétricos. Este tipo totalmente processado apresenta dificuldade de puncionamento devido a um processo de recozimento concluído. Revestimentos orgânicos são adicionados para melhorar a lubrificação no processo de puncionamento.
Aço elétrico semiprocessado não orientado
Os aços elétricos semiprocessados não orientados são em grande parte aços sem liga de silício e são recozidos em baixas temperaturas após a laminação a frio final. O usuário final, entretanto, deve fornecer o recozimento final para alívio de tensões de acordo com a aplicação pretendida do aço. A perfurabilidade deste tipo de aço elétrico é melhor do que a do tipo não orientado totalmente processado, portanto, revestimentos orgânicos não são necessários. Classes semiprocessadas não orientadas são bons materiais de núcleo para pequenos rotores, estatores e pequenos transformadores de potência.
Aço elétrico de grão orientado
Os aços elétricos de grão orientado são compostos de ferro com teor de 3% de Si com grãos orientados para proporcionar alta permeabilidade e baixa perda de energia. As classes de grãos orientados possuem fortes propriedades cristalográficas. Este tipo passa por um processo de recristalização resultando em uma estrutura de grão aprimorada que apresenta melhores propriedades magnéticas na direção de laminação da chapa. Os aços de grão orientado são usados principalmente para aplicações não rotativas, como transformadores.
