Crecimiento de grano en aceros de uso eléctrico

Abstract

En todos los países del mundo, se presenta la necesidad imperiosa de disminuir el consumo energético y Argentina no es ajena a esta situación. Las pérdidas provocadas por el calentamiento de motores y transformadores eléctricos representan un alto porcentaje de dicho consumo, debido a la enorme cantidad de estas máquinas que se utilizan a diario. La fuente de disipación de energía en forma de calor se encuentra en las pérdidas magnéticas del material de los núcleos de los motores eléctricos. Por lo tanto, una disminución de tal disipación en tan sólo algunas décimas de watts por kilo de material magnético, representaría un gran ahorro energético. Hoy en día, en Argentina se emplean laminaciones de acero de bajo carbono sin tratamiento térmico o con un tratamiento no optimizado. Debido a la fuerte competencia externa, en las empresas utilitarias de estas laminaciones ha surgido la necesidad de contar con materiales de mejor calidad. Actualmente, si bien se conocen cuáles son los fenómenos que se producen durante el tratamiento térmico, no se sabe en forma acabada cómo influyen las diversas variables del proceso, ni cuáles son sus valores óptimos para la obtención de aceros de mejor calidad eléctrica. Este trabajo de tesis propone encontrar las condiciones óptimas de tratamiento térmico de recocido descarburante al cual son sometidas las chapas, a fin de transferirle al usuario una metodología de trabajo para aumentar el rendimiento magnético del material a emplear en sus productos. El método Monte Carlo se utiliza para modelar el comportamiento microestructural del material observado durante las experiencias de recocido descarburante, con el objetivo de obtener una herramienta que permita predecir la evolución microestructural y, por consiguiente, el comportamiento magnético del material en estudio. La metodología experimental empleada consiste en el análisis de la evolución de las variables involucradas en el crecimiento de grano controlado y en la formación de textura durante el tratamiento térmico de recocido descarburante. Los estudios que se realizan permiten concluir que un usuario de aceros eléctricos puede emplear un acero de calidad estampado si le realiza previamente un tratamiento termo-mecánico apropiado. Se puede,mediante una deformación en frío del orden del 7% y un recocido descarburante de dos horas a 800 ºC, reducir las pérdidas magnéticas de aquél de 6.9 W/kg a 3.3 W/kg. Este nivel de pérdidas es inferior al que presenta un acero comercial de calidad eléctrica con tratamiento térmico (3.7 W/kg). Asimismo, los aceros experimentales analizados, similares a los del tipo Quarter-Quarter, son de muy buena calidad magnética sobre todo cuando se les realiza un recocido descarburante a temperatura y tiempo adecuado, alcanzando pérdidas magnéticas del orden de los 2 W/kg. El análisis de la evolución microestructural y de la textura, explica los valores de pérdidas magnéticas medidos. Se encuentra una buena correlación entre textura y pérdidas magnéticas. El uso de una técnica simple, como es el análisis de un diagrama de difracción, da pautas sobre la calidad magnética del acero. Se identifica que el crecimiento de grano durante la recristalización secundaria sigue las características del modelo de grano de baja energía, es decir, el borde de grano se mueve inducido por una tensión muy baja proveniente de la deformación en frío de la etapa de temper rolling.