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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.97.2022.tde-21062022-091605
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme Origo Fulop
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Lorena, 2022
Orientador
Banca examinadora
Nunes, Cristina Bormio (Presidente)
Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
Jardim, Renato de Figueiredo
Sandim, Maria José Ramos
Título em português
Produção de chapas de ligas de Fe-Ti e aperfeiçoamento de suas propriedades magnéticas e microestruturais para utilização em máquinas elétricas e transformadores de baixo ruído
Palavras-chave em português
Aços Elétricos
Fe-Ti
Magnetostricção
Motores Elétricos
Perdas Magnéticas
Resumo em português
Transformadores de potência e motores elétricos são equipamentos que acabam gerando ruídos, pelo mesmo motivo, dado que estes ruídos têm origem na magnetostricção do material que compõe o núcleo magnético destas máquinas. Os núcleos magnéticos são formados por chapas finas de material ferromagnético, aonde o material mais comumente utilizado é a liga de Fe-Si de grão orientado (GO) em transformadores e de grão não orientado (GNO) em motores elétricos. No presente trabalho foi desenvolvida com sucesso uma rota de obtenção de duas ligas de Fe-Ti, Fe-4%Ti e Fe-7%Ti (% em massa), via laminação e sequências de tratamento térmicos após a laminação particular para cada amostra. A liga com 4% de Ti é laminável a frio, enquanto que a liga com 7% de Ti é laminável a quente. Os resultados obtidos foram comparados aos de uma liga Fe-Si GNO comercial. A liga com 4% de Ti possui permeabilidade magnética relativa 22% maior e magnetostricção menor que a liga Fe-Si. A magnetostricção é negativa nas ligas Fe-Ti, enquanto no Fe-Si é positiva. As duas ligas de Fe-Ti possuem maior valor de indução magnética máxima consistindo em respectivamente 1,83 T e 1,74 T para as ligas Fe-Ti com 4% e 7% de Ti e 1,67 T para o Fe-Si. No entanto, as perdas histeréticas das ligas Fe-Ti são muito maiores que aquelas da liga Fe-Si GNO comercial, em virtude dos valores de campo coercivo Hc e indução magnética remanente Br serem maiores nas ligas Fe-Ti do que na liga Fe-Si. Para a otimização das ligas Fe-Ti são necessários ajustes nas propriedades microestruturais visando a diminuição das perdas histeréticas.
Título em inglês
Production of Fe-Ti alloys thin sheets and the improovement of its magnetic and microstructural properties for application in electric machines and low noise power transformers
Palavras-chave em inglês
Electric Motors
Electrical Steel
Fe-Ti
Magnetic power losses
Magnetostriction
Resumo em inglês
Power transformers and electric motors are machines that end up by generating noise, due to the same reason, because these noises are originated from the magnetostriction of the material that composes the magnetic core of these machines. Magnetic cores are formed by thin sheets of ferromagnetic material, where the most commonly used material is grain oriented (GO) Fe-Si alloy in power transformers and non-oriented electrical steel (NO) in electric motors. In the present work, it was developed two alloys of Fe-Ti: Fe-4%Ti and Fe-7%Ti (% mass), produced by rolling and heat treatment sequences, particular to each sample. The 4% Ti alloy was cold rolled, while the 7% Ti alloy was hot rolled. The results obtained were compared to those of a commercial Fe-Si GNO alloy. The 4% Ti alloy has 22% higher relative magnetic permeability and lower magnetostriction than the Fe-Si alloy. Magnetostriction is negative in Fe-Ti alloys, while in Fe-Si it is positive. The two Fe-Ti alloys have the highest value of maximum magnetic induction consisting, respectively, of 1.83 T and 1.74 T for the Fe-Ti alloys with 4% and 7% Ti and 1.67 T for Fe-Si. However, the hysteretic loss of Fe-Ti alloys are much higher than those of commercial Fe-Si alloy GNO, due to the coercive field values (Hc) and remanent magnetic induction (Br) in Fe-Ti alloys being higher than in Fe-Si alloys. For the optimization of Fe-Ti alloys there are needed adjustments in the microstructural properties to be applied to the hysteretic losses.
 
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EMT22002_C.pdf (7.32 Mbytes)
Data de Publicação
2022-06-21
 
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