ISSN 2594-5297
61º Seminário de Laminação, Conformação de Metais e Produtos — Vol. 61 , num. 61 (2026)
Título
Autoria
DOI
Downloads
Resumo
Um dos principais desafios da engenharia elétrica moderna é otimizar a eficiência dos motores elétricos para reduzir o consumo de energia. Consequentemente, pesquisar e processar aços elétricos de grão não orientado (GNO) é fundamental para minimizar as perdas magnéticas no núcleo. Este estudo avalia os efeitos de diferentes temperaturas de recozimento final (variando de 860 °C a 1100 °C) sobre a evolução microestrutural, o comportamento mecânico e as propriedades magnéticas de um aço elétrico GNO totalmente processado com 2% Si. A microscopia óptica revelou uma microestrutura completamente recristalizada em todas as condições de processamento, exibindo crescimento contínuo de grão de 35 µm para 210 µm com o aumento da temperatura. Para temperaturas acima de 1020 °C, observou-se maior dispersão no tamanho de grão devido ao início da transformação de fase ferrita-austenita (α => γ). Quanto ao desempenho mecânico, o limite de escoamento (YS) e o limite de resistência à tração (UTS) seguiram uma clássica relação de Hall-Petch, caindo de 310 MPa para 245 MPa com o engrossamento do grão. As avaliações magnéticas indicaram uma leve redução progressiva da polarização magnética máxima (Jmax) a 5000 A/m. De forma crucial, a perda total no núcleo a 1,5 T e 60 Hz apresentou um comportamento clássico, com ponto de mínimo de aproximadamente 3,55 W/kg a 980 °C. As análises de separação de perdas demonstraram que esse comportamento ótimo é ditado por mecanismos concorrentes: enquanto a componente de perda por histerese cai significativamente devido à menor densidade de contornos de grão e ao amolecimento magnético, a componente de perda anômala aumenta progressivamente com o crescimento de grão. Esses resultados determinam uma faixa ótima intermediária de tamanho de grão (~125150 µm) para alcançar o melhor equilíbrio entre eficiência magnética e mecânica na fabricação de núcleos de motores.
A primary challenge in modern electrical engineering is optimizing the efficiency of electric motors to reduce energy consumption. Consequently, researching and processing non-grain-oriented (NGO) electrical steels is vital to minimizing magnetic core losses. This study evaluates the effects of different final annealing temperatures (ranging from 860 °C to 1100 °C) on the microstructural evolution, mechanical behavior, and magnetic properties of a fully processed 2% Si NGO electrical steel. Optical microscopy revealed a completely recrystallized microstructure across all processing conditions, displaying continuous grain growth from 35 µm to 210 µm as the temperature increased. For temperatures above 1020 °C, an increased dispersion in grain size was observed due to the onset of the ferrite-to-austenite (α => γ) phase transformation. Regarding mechanical performance, the yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) followed a classic Hall-Petch relation, dropping from 310 MPa to 245 MPa with grain coarsening. Magnetic assessments indicated a slight progressive reduction in the maximum magnetic polarization (Jmax) at 5000 A/m. Crucially, the total core loss at 1.5 T and 60 Hz exhibited a classic behavior with a minimum point of approximately 3.55 W/kg at 980 °C. Loss separation analyses demonstrated that this optimum behavior is dictated by competing mechanisms: while the hysteresis loss component drops significantly due to lower grain boundary density and magnetic softening, the anomalous loss component increases progressively with grain growth. These findings determine an optimal intermediate grain size range (~125150 µm) to achieve the finest balance of magnetic and mechanical efficiency for motor core manufacturing.
Palavras-chave
Aço GNO, Recozimento Final, Propriedades Magnéticas, Tamanho de Grão
NGO electrical steel, Final annealing, Grain growth, Core loss separation, Hall-Petch relationship, Magnetic polarization
Como citar
Abreu, Thays Pereira de; Jr, Francisco Geraldo Toledo; Junior, José Rogério de Oliveira.
Análise das propriedades magnéticas e mecânicas do aço NGO com 2% de silício sob diferentes temperaturas finais de recozimento,
p. 336-349.
In: 61º Seminário de Laminação, Conformação de Metais e Produtos,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-5297, DOI 10.5151/2594-5297-43630
