Usos de aço-silícioAço-silício é, sem dúvida, o mais importante material macio magnético em uso atualmente. As aplicações variam em quantidades – desde poucas miligramas utilizadas em transmissores de pulso até toneladas usadas em geradores, motores e transformadores de grande porte.

O crescimento contínuo na geração de energia elétrica tem requerido o desenvolvimento de aços melhores para diminuir a dissipação de desperdício de energia (na forma de calor) em aparelhos elétricos e para minimizar as dimensões físicas dos equipamentos cada vez mais poderosos que existem agora.

O mais antigo material magnético macio era o ferro, que continha muitas impurezas. Pesquisasores descobriram que a adição de silício provocava aumento da resistividade, diminuição da perda por histerese, permeabilidade aumentada e virtualmente eliminava o envelhecimento.

As aplicações do aço de silício variam desde pequenas quantidades até toneladas

As aplicações do aço de silício variam desde pequenas quantidades até toneladas

Quantidades substanciais de aço orientado são utilizadas, principalmente na alimentação e distribuição de transformadores. No entanto, não superou o aço de silício não-orientado, que é usado extensivamente em casos em que é necessário material de baixa perda e baixo custo, especialmente em equipamentos rotativos.

Também deve-se mencionar os aços de relé, amplamente utilizados em relés, armaduras e solenoides. Os aços de retransmissão contêm 1,25-2,5% de silício e são utilizados em aplicações diretas atuais devido à melhor permeabilidade, menor força coerciva e liberdade de envelhecimento.

Importantes propriedades físicas dos aços de silício incluem resistividade, indução de saturação, anisotropia magneto-cristalina, magnetoestricção e temperatura de Curie. Resistividade, que é bastante baixa em ferro, aumenta acentuadamente com a adição de silício.

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Maior resistividade diminui perdas do núcleo através da redução do componente de corrente de Foucault. Aumentar o teor de silício reduz a magnetoestricção, mas o processamento se torna mais difícil. A temperatura de Curie elevada de ferro será reduzida por elementos de liga, mas a redução é de pouca importância para o utilizador de aços de silício.

Resistência elevada é uma das principais qualidades do aço acrescido de silício

Resistência elevada é uma das principais qualidades do aço acrescido de silício

O processo de magnetização é influenciado por impurezas, orientação de grãos, tamanho de grão, tensão, espessura tira e lisura de superfície. Uma das formas mais importantes para melhorar os materiais magnéticos macios é remover as impurezas, que interferem com o domínio de movimento da parede, que são menos prejudiciais se presentes em solução sólida. Comparada com outros aços comerciais, o silício do aço é excepcionalmente puro. Como é de carbono, uma impureza intersticial pode prejudicar a permeabilidade de indução baixa e ele deve ser removido antes de o aço ser recozido para desenvolver a textura final.

O mecanismo para o crescimento de grãos com orientação cubo-sobre-borda durante o último recozimento não é completamente compreendido. O processo envolve a recristalização secundária, que, por definição, é caracterizada pelo crescimento acelerado de um conjunto de grãos em uma matriz já recristalizada.

Para recristalização secundária, crescimento de grão normal deve ser inibido de alguma maneira. À medida que a temperatura é elevada, certos grãos libertam-se das forças de inibição e crescem extensivamente à custa dos seus vizinhos.

Produtores sabem que, numa base prática, sequências adequadas de laminação a frio e recristalização devem ser cuidadosamente seguidas para se obter os núcleos de recristalização secundária desejada e a textura correta. Hoje, os aços s silício usam MnS como o inibidor de crescimento dos grãos, mas outros compostos, tais como carbonetos, óxidos e nitretos, também são eficazes.