laminación
Laminación en caliente
de aceros al silicio
Dagoberto Silva1, Maribel de la Garza1, Martha Patricia Guerrero Mata1, Luis A. Leduc1, Yvan Houbaert2 y Rafael Colás1
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Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, México.
Department of Metallurgy and Materials Science, University of Ghent, Bélgica.
Resumen
Abstract
Los aceros al silicio se usan en la industria eléctrica por sus
propiedades y características magnéticas; estos aceros son
laminados en caliente y en frío para obtener las dimensiones
requeridas. El silicio afecta a altas temperaturas la estabilidad
de la austenita y ferrita, lo que ocasiona que el material al
ser deformado se encuentre en cualquiera de estas fases o
en la mezcla de ambas. La resistencia y la morfología de la
estructura resultante del proceso de laminación en caliente
dependerán de la presencia y distribución de estas fases. En
este trabajo se presentan los resultados de estudios de laminación en caliente de una serie de aceros experimentales
con diversos contenidos de silicio. Se determinan experimentalmente las temperaturas a las que se presenta la transformación de austenita a ferrita y la de Curie. Se determina que
la resistencia en caliente de los aceros depende de la fase
que los constituya y se encuentra que la morfología de la
estructura granular está fuertemente afectada por la alta tasa
de restauración que exhibe la ferrita.
Silicon bearing steels are used in the electric industry due to
their magnetic properties and characteristics; these steels are
hot and cold rolled to obtain the required dimensions. Silicon at high temperature affects the stability of austenite and
ferrite, which causes that steels can be deformed in either
phase or in a mixture of them. The strength and morphology
of the structure resulting form hot rolling will depend on the
occurrence and distribution of such phases. The results of a
series of hot rolling studies carried out in various commercial
and experimental steels that contain different contents of silicon are presented. The temperatures at which transformation
from austenite to ferrite occurs, and that of Curie, are obtained experimentally. The high temperature strength of the
steels results to be dependent on the phases being present
and it is found that the granular structure is strongly affected
by the high restoration rate of ferrite.
Keywords: Silicon bearing steels, hot rolling, microstructure
Palabras clave: Aceros al silicio, laminación en caliente, microestructura.
Introducción
La producción y distribución de energía eléctrica requiere de generadores y transformadores de electricidad. Estos dispositivos
están manufacturados a partir de laminaciones de aceros con
características y propiedades específicas, que faciliten la magnetización y reduzcan las pérdidas eléctricas. Los aceros usados
en la fabricación de transformadores, al estar localizados en posiciones estáticas, son fácilmente magnetizables en direcciones
específicas; los aceros destinados a la fabricación de generadores y alternadores requieren ser fácilmente magnetizables en el
plano de la laminación. Estas características afectan el diseño
y especificaciones de los aceros, ya que un acero que pudiera
desempeñarse en forma efectiva en un transformador podría
incurrir en altas pérdidas magnéticas [1-4]. Los aceros usados en
la manufactura de dispositivos eléctricos constituyen alrededor
del 1% del total de acero producido a escala mundial. La mayor
proporción de estos aceros están aleados con diversos conte30 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
nidos de silicio, aunque en algunas ocasiones se emplea acero
con bajos contenidos de carbono[1-4]. La producción de aceros
eléctricos en el 2007 alcanzó los 14 millones de toneladas métricas, de las cuales el 13% fue del tipo de grano orientado y el
restante no orientado (69% procesado y 18% semiprocesado)[5].
Las propiedades que requieren estos aceros son alta permeabilidad magnética, para reducir el tamaño de los dispositivos y
reducir las pérdidas magnéticas asociadas con el ciclo de histéresis de magnetización, alta resistencia eléctrica, para reducir
las pérdidas asociadas con las corrientes parásitas inducidas por
el flujo eléctrico, y baja magnetoestricción, para reducir el zumbido asociado a transformadores de alta frecuencia. El nivel de
pérdidas magnéticas de los aceros afecta fuertemente su costo
y contribuye al calentamiento de los dispositivos. La resistencia
eléctrica y la permeabilidad magnética del acero se incrementan conforme aumenta el contenido del silicio en el acero, sin
embargo, la adición de este elemento se limita a niveles infe-