Tamanho de grão e textura dos aços elétricos de grão não-orientado

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RESENHA CRÍTICA: TAMANHO DE GRÃO E TEXTURA DOS AÇOS
ELÉTRICOS DE GRÃO NÃO-ORIENTADO
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Autora:
Annie Gabrielle de Oliveira Silva
21 de fevereiro de 2021
QUEM SOU EU?
Olá, meu nome é Annie e sou graduanda em geofísica pela Universidade Federal da Bahia e pré-vestibulanda
para o Instituto Tecnológico da Aeronáutica. Antes do pré-vestibular, era graduanda, concomitantemente a ge-
ofísica, de engenharia elétrica pela Faculdade de Tecnologia e Ciência. Atualmente, atuo como tutora de várias
disciplinas e tenho certeza que podemos aprender muito. Sendo assim, bons estudos!
Resenha crítica do artigo:
Tamanho de grão e textura dos aços elétricos de grão não-orientado
J.G. LANDGRAF, Fernando; TAKANOHASHI, Rubens; F. DE CAMPOS Marcos. Tamanho de grão e textura
dos aços elétricos de grão não-orientado. InWorkshop sobre textura e relações de Orientação: Deformação
Plástica, Recristalização, crescimento de Grão 2001.
Fernando José Gomes Landgraf é graduado, mestre e doutor em Engenharia Metalúrgica, pela Escola Poli-
técnica da Universidade de São Paulo. Tornou-se Professor titular e pesquisador da Escola Politécnica da Uni-
versidade de São Paulo na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase na inter-relação entre o
comportamento magnético, a microestrutura dos materiais de engenharia e o processamento de suas partículas.
Também interessa-se por arqueometalurgia, metalurgia do pó, manufatura aditiva e impressão 3D.
Rubens Takanohashi é graduado e mestrando, orientado por Fernando José Gomes Landgraf, em engenharia
metalúrgica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Seus temas de interesse são: aços elétricos,
textura cristalográfica, laminação, recristalização.
Marcos Flávio de Campos é graduado, mestre, doutor e pós-doutor em Engenharia Metalúrgica, pela Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo. Tem pós-Doutorados pela University of Delaware (USA) e pela Uni-
versidade de São Paulo. Atualmente é Professor Associado da Universidade Federal Fluminense. Atua também
como árbitro para várias revistas como: Journal of Alloys and Compounds, Journal of Magnetism and Magnetic
Materials, IEEE Transactions on Magnetics , Journal of Applied Physics, Materials Letters Measurement, etc. Seus
temas de interesse são: metalurgia física, transformação de fases, aços elétricos, ímãs permanentes NdFeB e
SmCo, textura cristalográfica, difração de raios X, etc.
A obra é expositiva apresentando resultados das pesquisas dos autores, além de apresentar características
analítico descritivas ao analisar e correlacionar seus experimentos com as conclusões de fontes de referência.
Podemos dividir sua estrutura lógica em 9 seções, as quais discutem, respectivamente sobre: introdução a obra,
composição química dos aços elétricos, síntese dos fatores que afetam o tamanho dos grãos e a textura nos aços
para fins eletromagnéticos, estrutura bruta de solidificação, a evolução da textura durante a laminação a quente,
evolução da textura durante a laminação a frio, a recristalização, evolução da textura no crescimento do grão e
crescimento anormal dos grãos ou recristalização secundária .
Na primeira seção, a introdução, sobre a qual existe a discussão sobre a dissipação de energia, dos aços
para fins elétricos, devido a aplicação de correntes alternadas no material em função: do rendimento, da perme-
abilidade magnética e do tamanho ótimo do grão (aquele que promove menos perdas energéticas). Ademais, é
retratada a importância do estudo da textura (grãos orientados e não orientados), da orientação dos grãos e da
laminação, de uma estrutura de aço, em virtude da sua influência direta no desempenho dos materiais (fato este
que deve-se a anisotropia magnética dos insumos).
Na segunda seção, composição química dos aços elétricos, explica o balanço entre custo e qualidade da com-
posição desses materiais. Equilibrando os valores de carbono, sílica, silício e alumínio. Além disso, vale citar que
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a presença de impurezas prejudica as propriedades magnéticas dos materiais.
Na terceira seção, síntese dos fatores que afetam o tamanho dos grãos e a textura nos aços para fins eletro-
magnéticos, discute-se a influência do recozimento do material no tamanho e na textura finais dos grãos. Fato
este que resulta da orientação e recristalização dos núcleos da matriz de cristais deformados. Outrossim, é dis-
cutido que as características da estrutura e textura após a laminação a frio do grão são "hereditárias", ou seja,
são mantidas as mesmas qualidades da laminação a quente.
Na quarta seção, estrutura bruta de solidificação, é discutido o teor de silício em estruturas de aço e como
isso afeta as transições no material. Aços com alto teor de silício não possuem transição delta-gama-alfa, formam
zonas colunares bem definidas já as estruturas com teor de silício abaixo de 2% apresentam um comportamento
oposto.
Na quinta seção, a evolução da textura durante a laminação a quente, são feitas considerações a cerca da
função da laminação a quente, sua influência na textura tendo efeito sobre o tamanho do grão, a textura final
(aquela que vem após a laminação a frio) bem como a partição do carbono e do nitrogênio e precipitados. Aliado
a isto, foram explicitados os campos da laminação (antenítico, bifásico e ferrítico) a quente e as possíveis regiões
de recristalização de laminação das estruturas de aço em função das fibras do material.São elas α, γ e α + γ.
Vale citar que, a depender dos elementos que compõem a estrutura, existe uma alteração na temperatura de
laminação das fibras. Ainda nesta seção, discute-se a precipitação de nitretos, sua norma técnica estabelecida,
sua relação com a textura do material e com as classes, semiprocessados e totalmente processados, dos aços
elétricos.
Na sexta seção, evolução da textura durante a laminação a frio, é um desenvolvimento extenso que permeia
uma apresentação intensa da literatura. Existe a introdução dos conceitos bandas de deformação, bandas de
transição e bandas de cisalhamento intragranular e seus diferentes significados ou inter-relações para diferentes
autores. Discute-se a textura da laminação associando-a com as heterogeneidades da estrutura de aço. Além
disso, existe a discussão sobre a permeabilidade magnética e final dos aços semiprocessados quando é levada
em consideração suas laminações a frio. Apresentou-se os aços duplamente orientados, exprimindo a sua impor-
tância para a eletrônica (transformadores) e para a mecânica (motores). Outrossim, é apresentada a laminação
em duas etapas, com o fito de reduzir a anisotropia do material metálico. Por fim, foi apresentada uma laminação
que permite atingir o "grão ideal", a laminação de encruamento, aplicada para aços semiprocessados, bem como
um respaldo sobre a deformação do material e sua influência sobre as propriedades magnéticas.
Na sétima seção, a recristalização, temos a introdução do fator de Taylor como uma importante condição para
a interpretação da textura de recristalização dos materiais de aço. Além disso, temos uma discussão sobre grá-
ficos que correlatam variáveis como tamanho de grão, tempo de cristalização, evolução da textura de laminação
a quente, etc. Existindo assim uma grande exposição de conclusões empíricas como: a recristalização diminuir
exponencialmente com o aumento da temperatura ou o tamanho dos grãos cristalizados não dependerem da
temperatura. Outrossim, são apresentados alguns conceitos das leis da recristalização primária assim como são
feitas alusões sua literatura no que concerne o liame entre recozimento do material metálico, a temperatura e suas
propriedades magnéticas bem como a explanação do grão ideal (100 a 150µm) e o crescimento anormal de grãos.
Na oitava seção, evolução da textura no crescimento do grão, é um tópico curto que aborda a resistência
mecânica à temperatura, dos aços totalmente processados, e suaperspectiva teórica.
Na nona seção, crescimento anormal dos grãos ou recristalização secundária, é o último tema do artigo, sendo
um dos menores da sua estrutura. Discorre sobre um fenômeno raro para aços elétricos, a recristalização secun-
dária, tal qual a sua associação a textura Goss (de forma não aprofundada) e o pleito sobre a energia de superfície.
De modo geral, os autores expõem os resultados de suas pesquisas, respectivamente, a tese de doutorado
de Marcos Flávio de Campos e a dissertação de mestrado de Rubens Takanohashi. Existiu um intenso aprofun-
damento na área que permeou desde as possíveis estruturas de laminação até a estrutura final da deformação
dos materiais de aço. Do mesmo modo, existiu uma comparação entre os resultados obtidos no trabalho e as
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literaturas de referência. Assim sendo, conseguiram obter resultados condizentes.
Esse é um artigo técnico e de alta complexidade que exige um robusto conhecimento desenvolvido na área
de siderurgia e metalurgia. Além de um conhecimento intermediário de magnetismo, mineralogia e cristalografia.
Não é um texto de fácil entendimento devido ao fato de ser extremamente especializado, de maneira que torna-o
uma fonte de leitura para engenheiros, principalmente aqueles da área de materiais, químicos etc. em um estado
mais avançado no curso. Em síntese, este artigo é recomendado para todos os profissionais que já escolheram
a sua especialização na área de desenvolvimento de materiais siderúrgicos ou que trabalhem com o desenvolvi-
mento de materiais ou ainda que tenham como interesse a respectiva área.
O trabalho apresenta características de uma revisão bibliográfica, citando várias vezes ao longo de sua es-
trutura, informações que podem ser encontradas na literatura. Ao passo que aborda-se áreas mais exploradas,
também são apresentadas áreas de pesquisa que sofrem com a escassez de referências, tornando este texto
uma fonte rica para aqueles que desejam iniciar um trabalho na área. Dentre os temas apresentados pode-se
citar:
a) Estudos sobre a nucleação da cristalização.(pág 3)
b) Efeitos das heterogeneidades da deformação das estruturas de aços elétricos.(pág 3)
c) Modelamento da evolução da estrutura na recristalização dos grãos de aços elétricos.(pág 3)
d) A textura da bobina laminada a quente (BQ) e sua influência na textura final do aço.(pág 5)
e) A textura do grão associada a grãos colunares do lingotamento contínuo com inclinação de 11%.(pág 5)
f) A textura de recristalização quando levamos em conta a identificação e nucleação Goss. Ou ainda a busca
por novos meios de identificação.(pág 18)
g) A obtenção da textura cubo-na-face.(pág 24)
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