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Estudo comparativo das propriedades mecânicas e magnéticas de aços elétricos de grão não-orientado à base de Fe-Si e Fe-Al

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dc.contributor.advisorRocco, Daniel Leandro
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1028283049134193
dc.contributor.authorAlvim, Marta Barbosa
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9187193994156844
dc.contributor.refereeMeireles, Leonel Muniz
dc.contributor.refereeCosta, Fernendo de Souza
dc.date.accessioned2025-03-24T19:34:56Z
dc.date.available2025-03-24T19:34:56Z
dc.date.issued2023-08-11
dc.description.abstractAços elétricos são um tipo especial de aço, com grande importância na indústria siderúrgica. Esses aços são muito aplicados em motores e transformadores, sendo largamente consumidos devido ao magnetismo ser uma forma eficiente de transformação de eletricidade em movimento mecânico. Destacam-se duas famílias de aços elétricos, os GOs (grão orientado) e os GNOs (grão não-orientado). Neste estudo, dois aços elétricos semiprocessados de grão não-orientado, um com composição química à base de Fe-Si e outro à base de Fe-Al, foram investigados quanto às perdas magnéticas e propriedades mecânicas, nas condições como recebidos e após tratamento térmico. Os aspectos microestruturais foram obtidos via microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura com auxílio da técnica EBSD. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e dureza. Já as propriedades magnéticas, como magnetização de saturação, permeabilidade e as componentes das perdas (parasita, histerética e em excesso) foram obtidas em um amplo intervalo de frequência (10–400Hz/10–60Hz) e de polarização máxima (0,1–1,5T), através de ensaio Epstein, por meio de um equipamento fabricado pela Brockhaus. O tamanho de grão médio da amostra à base de Fe-Si, após tratamento térmico foi de aproximadamente 68µm, enquanto da amostra Fe-Al foi de 128µm. Na análise de inclusões, o material com base Fe-Si apresentou melhores resultados, sendo a densidade de inclusões de 68,5 inclusões/mm2 , contra uma densidade de 102,3 inclusões/mm2 da amostra ao Fe-Al. Em propriedades mecânicas, o tratamento térmico promoveu a diminuição dos valores de limite de escoamento e resistência, resultados que propiciam melhora na estampabilidade das lâminas após o corte. Comparando os dois aços, o aço Fe-Si apresentou maior valor de dureza, devido maior teor de carbono presente na amostra. Os diferentes resultados obtidos, tiveram reflexos nas propriedades magnéticas, tanto na avaliação das componentes das perdas em separado, como nas perdas totais, sendo que a amostra ao Fe-Si apresentou maiores perdas em frequências até 200Hz, e acima deste valor, as maiores perdas foram da amostra ao Fe-Al. Com os resultados foi possível estabelecer discussões importantes sobre os aspectos microestruturais e composição química sobre as propriedades mecânicas e magnéticas.
dc.description.abstractotherElectric steels are a special type of steel, with great importance in the steel industry. These steels are largely applied in motors and transformers, being widely consumed due to magnetism presenting itself as an efficient way of transforming electricity into mechanical movement. Two families of electrical steels stand out, the GOs (grain oriented) and the NOs (non-oriented). In this study, two semi-processed non-oriented electrical steels, one with a Fe-Si base and the other with a Fe-Al base, were investigated for magnetic losses and mechanical properties, in the conditions as received and after heat treatment. The microstructural aspects were obtained via optical microscopy and scanning electron microscopy supported by EBSD technique. The mechanical properties were evaluated by tensile and hardness tests. The magnetic properties, such as saturation magnetization, permeability and loss components (parasitic, hysteretic and excess) were obtained over a wide frequency range (10–400Hz/10–60Hz) and maximum polarization (0.1– 1.5T), through the Epstein test, by equipment manufactured by Brockhaus. The average grain size of the Fe-Si-based sample after heat treatment was approximately 68µm, while the Fe-Al sample was 128µm. In the analysis of inclusions, the material based on Fe-Si showed better results, with an inclusion density of 68.5 inclusions/mm2 , against a density of 102.3 inclusions/mm2 of the Fe-Al sample. In mechanical properties, the heat treatment led to a decrease in yield strength and strength values, results that improve the stampability of the blades after cutting. Comparing the two steels, the Fe-Si steel showed a higher hardness value, due to the higher carbon content present in the sample. The different results obtained were reflected in the magnetic properties, both in the evaluation of the loss components separately and in the total losses, with the Fe-Si sample presenting bigger losses at frequencies up to 200Hz, and above this value, the biggest losses went from the sample to Fe-Al. Based on the results, it was possible to establish important discussions on the microstructural aspects and chemical composition on the mechanical and magnetic properties.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/916
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectAço elétrico
dc.subjectAço elétrico (Propriedades Magnéticas)
dc.subjectLigas de ferro-silício
dc.subjectLigas de ferro-alumínio
dc.titleEstudo comparativo das propriedades mecânicas e magnéticas de aços elétricos de grão não-orientado à base de Fe-Si e Fe-Al
dc.typeDissertação

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