laminación
degrada sus propiedades magnéticas [ 18 ]. La temperatura de recalentamiento es crítica por el daño superficial a que puede estar sujeto el acero por la formación de un eutéctico de wustita y fayalita a 1177 ° C [ 19 ]. Los primeros pasos de laminación se realizan normalmente en estaciones reversibles de desbaste capaces de impartir fuertes reducciones; la etapa de acabado se lleva a cabo en estaciones continuas o en reversibles del tipo Steckel [ 15 ]. El material pasa por la mesa de enfriamiento, se enrolla y se deja enfriar en patios hasta alcanzar la temperatura ambiente. La composición química afecta las propiedades magnéticas; se añade aluminio, fósforo y boro para mejorar estas propiedades. Elementos como el carbono, nitrógeno y azufre son considerados impurezas y se mantienen a niveles mínimos. Los elementos que tienden a estabilizar la austenita( como son el cobre, manganeso y níquel) se controlan dentro de intervalos cerrados [ 15, 20-24 ]. Es común referir el contenido de silicio equivalente( Sieq) dado por [ 24 ]:
Sieq = Si + 2 Al + 2.92 P – 0.5 Mn( 1) en el que el contenido se expresa en peso. sola fase. Los mecanismos de restauración se presentan en esta etapa, por lo que el acero se endurece y restaura a través de mecanismos de recuperación dinámica al ser deformado y, si la deformación impartida supera un valor crítico, el acero es capaz de recristalizar dinámicamente. El tamaño de grano crece una vez que la recristalización ha concluido para reducir la energía interna del sistema [ 28-30 ].
Laminación en austenita
La mayor proporción de los aceros eléctricos producidos es del tipo de grano no orientado; el contenido de silicio varía en el intervalo de 0.6 al 2 %, aunque es factible encontrar aceros no orientados con niveles de hasta el 3 %. El contenido de aluminio se maneja en el intervalo del 0.1 al 0.5 % y el carbono a los niveles más bajos posibles por el daño que ejerce en las pérdidas magnéticas, Fig. 3. Es común encontrar productos en los que las laminaciones se manufacturan a partir de aceros convencionales de bajo carbono [ 4, 25 ].
Figura 3. Pérdidas magnéticas en función del carbono de vaciado del acero [ 25 ].
Aunque el carbono afecta las propiedades magnéticas, su adición permite el procesamiento del material al expandir la región de estabilidad de la austenita [ 26, 27 ], Fig. 4, con lo cual la deformación se puede efectuar en una
Figura 4. Expansión de la región austenítica por adición de carbono [ 27 ].
Los pasos de acabado se pueden llevar a cabo en estaciones reversibles o continuas; estudios recientes mencionan la reducción en pérdidas magnéticas de un acero procesado en una estación tipo Steckel a 4.65 W / kg( 1.5 T, 50 Hz) de 5.25 W / kg que se obtienen cuando el acero se lamina en un tren continuo [ 15 ]. Este comportamiento se puede explicar en término del mayor tiempo disponible entre pasos, que a su vez se llevan a mayores temperaturas. Estas condiciones permiten que los tiempos para recristalización y crecimiento de grano se alarguen, al tiempo que se permite el engrosamiento de precipitados y otro tipo de partículas. La temperatura de acabado afecta las propiedades magnéticas, dado que tanto la recristalización como el crecimiento de grano proceden a mayor velocidad conforme la temperatura se incrementa, con lo que se reducen las pérdidas magnéticas [ 24 ]. Las temperaturas de enrollado se encuentran por encima de los 700 ° C para promover el crecimiento de grano [ 31 ].
La Figura 5 muestra la variación del esfuerzo promedio de fluencia( σ) en función del inverso de la temperatura absoluta para un acero de composición 0.04 % C, 0.41 % Si, 0.26 % Al y 0.54 % Mn. se define por:
1 ε f σ = −
∫ σ dε ε ε o f ε( 2) o
donde la integral representa el área debajo de la curva esfuerzo-deformación desde un valor inicial( ε o
) y final
24 HIERRO yACERO / AIST MÉXICO