Aço Elétrico: Propriedades, Tipos, Produção e Aplicações

Bobina de aço elétrica GNEE

O que é aço elétrico?

Aço elétricoé um material ferromagnético composto de ferro com quantidades variadas de silício (Si), variando de 1% a 6,5%. O desenvolvimento do aço elétrico foi motivado por equipamentos elétricos que exigiam aço que pudesse reduzir a dissipação de calor, problema que resultava em desperdício de energia. O ferro foi considerado a opção economicamente mais viável, mas suas impurezas não eram ideais. Verificou-se que a adição de silício aumentou a resistividade, aumentou a permeabilidade magnética e reduziu as perdas por histerese. O aço elétrico comercial mais utilizado contém cerca de 3,25% de Si, pois o maior teor de silício tende a tornar o material resultante muito frágil para ser laminado a frio. O aço elétrico com teor de silício de 6,5% tem as propriedades magnéticas e elétricas mais aprimoradas, mas requer processamento termomecânico adicional 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
• Perda de histerese reduzida - baixa perda de histerese significa menos desperdício de energia na forma de calor devido à 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

Aços elétricos de grão orientadosão compostos de ferro com 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.

bobina de aço elétrica

Para que é usado o aço elétrico?

Os aços elétricos, com seu desempenho magnético vantajoso, são vitais em muitos sistemas elétricos. Abaixo estão algumas das aplicações onde núcleos de aço elétrico são usados ​​[6]:

Máquinas rotativas:

• Motores de condução de veículos elétricos
• Motores herméticos
• Motores de corrente alternada (CA)
• Motores de serviço intermitente

Máquinas estáticas:

• Transformadores de potência e distribuição
• Reatores e amplificadores magnéticos
• Transformadores de soldagem
• Transformadores de áudio
• Transformadores de corrente
• Interruptores e relés magnéticos
• Reator elétrico

aço silício orientado