Aço inoxidável vs. aço silício: principais diferenças explicadas

1. composição

O que é o Aço inoxidável?

Aço inoxidável é uma liga feita principalmente de ferro, carbono e um mínimo de 10.5% de cromo. A adição de cromo é o que dá ao aço inoxidável suas propriedades de resistência à corrosão. Dependendo do grau, outros elementos como níquel, molibdênio e manganês também podem ser adicionados para melhorar características específicas, como resistência, ductilidade e resistência à oxidação.

O que é o Aço silício?

Aço silício, também conhecido como aço elétrico, é feito principalmente de ferro com uma adição significativa de silício, tipicamente variando de 1% a 6.5%. O teor de silício melhora muito as propriedades magnéticas do aço, tornando-o adequado para aplicações elétricas.

2. Notas

O aço inoxidável é mais comumente visto em nossas vidas diárias em muitas formas diferentes. Elas incluem:

Aço inoxidável austenítico (exemplos comuns incluem 304, 316 e 321)

Aço inoxidável martensítico (exemplos comuns incluem 410, 420 e 440C)

Aço inoxidável ferrítico (exemplos comuns incluem 430 e 443)

Aço inoxidável duplex (exemplos comuns incluem 2205 e 2207)

Aço inoxidável endurecível por precipitação (exemplos comuns incluem 17-4PH(05Cr17Ni4Cu4Nb) e 630 (grau de aviação)).

Por outro lado, o aço silício é geralmente categorizado em duas formas principais de acordo com a microestrutura: grão orientado (GO) e grão não orientado (NGO).

Aço silício de grão orientado (GO): projetado especificamente para maximizar as propriedades magnéticas da liga ao longo de uma única direção. A estrutura do grão é alinhada durante o processo de fabricação, o que melhora a capacidade do material de conduzir fluxo magnético em uma direção uniforme.

Aço Silício Não Orientado a Grãos (NGO): difere do aço silício GO porque seus grãos cristalinos são orientados aleatoriamente, tornando o aço silício NGO mais adequado para aplicações onde o campo magnético não está alinhado em uma única direção.

3. Espessura

É óbvio que o aço silício é muito mais fino que o aço inoxidável em termos de espessura.

O aço silício é frequentemente produzido em folhas/laminações finas para minimizar perdas de energia devido a correntes parasitas em aplicações elétricas, particularmente em núcleos de transformadores e motores elétricos. Geralmente, a espessura não excede 1.0 mm, sendo 0.23, 0.27, 0.35, 0.5 mais comuns.

O aço inoxidável tem uma ampla gama de espessuras, variando de 0.02 mm a 100 mm. Por exemplo, o folha de aço inoxidável ultrafina pode ser tão fino quanto 0.02 mm; e chapa de aço inoxidável de espessura média pode atingir até 50 mm aproximadamente. Essa ampla seletividade torna o aço inoxidável mais popular em muitas aplicações diferentes.

4. Propriedades

Eles também apresentam muitas diferenças em termos de resistência à corrosão, propriedades magnéticas e resistência mecânica.

Resistência à Corrosão

O aço inoxidável é muito mais resistente do que o aço silício. Isso se deve ao alto teor de cromo no aço inoxidável que forma uma camada passiva de óxido de cromo na superfície, protegendo o metal subjacente da ferrugem e outras formas de corrosão. Isso torna o aço inoxidável ideal para aplicações em ambientes severos, como plantas de processamento químico e ambientes marinhos.

Propriedades magnéticas

O aço silício é projetado especificamente por suas propriedades magnéticas — a presença de alto teor de silício, tornando-o ideal para aplicações envolvendo campos eletromagnéticos. Ele tem alta permeabilidade magnética, o que lhe permite conduzir linhas magnéticas de força eficientemente, e baixas perdas por correntes parasitas, contribuindo para a eficiência de transformadores e motores elétricos. Em contraste, o aço inoxidável geralmente não é magnético devido aos seus elementos de liga, particularmente em graus austeníticos, que têm uma estrutura cúbica de face centrada.

Força mecânica

O aço inoxidável também é conhecido por sua resistência e durabilidade. Ele pode suportar altos níveis de estresse e é resistente à deformação e ao desgaste. Essa propriedade o torna adequado para aplicações estruturais, como construção, automotiva e aeroespacial.

O aço silício, embora possua resistência mecânica adequada para suas aplicações, não foi projetado para ambientes de alto estresse e é mais adequado para a finalidade pretendida em aplicações elétricas.

5. Aplicações

Devido à sua resistência superior à corrosão, o aço inoxidável é amplamente utilizado em vários setores, incluindo:

Construção (pontes, edifícios e fachadas)

Alimentos e bebidas

Instrumentos médicos e instrumentos cirúrgicos

Processamento químico

Eletrodomésticos de cozinha, talheres e utensílios de cozinha

Componentes automotivos e aeroespaciais

Por outro lado, o aço silício encontra suas principais aplicações em campos elétricos e eletrônicos. Ele é amplamente usado na fabricação do núcleo de transformadores, motores elétricos, geradores, indutores e outros equipamentos eletromagnéticos. As melhorias de eficiência oferecidas pelo aço silício são críticas em indústrias que dependem de conservação de energia e desempenho.

*O aço inoxidável pode substituir o aço silício em aplicações elétricas?

Não! Embora algumas variantes de aço inoxidável tenham propriedades magnéticas, elas são muito inferiores às do aço silício. Usá-lo em equipamentos eletromagnéticos resultará em eficiência extremamente baixa e geração severa de calor.

6. Custo e Fabricação

O aço inoxidável tende a ser mais caro para fabricar devido a elementos de liga como cromo e níquel. Além disso, ele requer fabricação precisa para manter a resistência à corrosão, o que adiciona uma taxa adicional ao custo geral de fabricação.

O Silicon Steel mantém um custo menor, mas requer processamento especializado (por exemplo, recozimento) para otimizar as propriedades magnéticas. Mas, no geral, custa menos que o aço inoxidável.

Resumo das principais diferenças entre aço inoxidável e aço silício

A tabela a seguir destaca melhor as diferenças entre eles. Dê uma olhada agora:

Conclusão

Em resumo, embora tanto o aço inoxidável quanto o aço silício sejam materiais essenciais na fabricação moderna, eles atendem a propósitos muito diferentes. O aço inoxidável é favorecido por sua resistência à corrosão e resistência mecânica, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações em ambientes severos. O aço silício, por outro lado, é projetado especificamente para aplicações elétricas, oferecendo propriedades magnéticas superiores essenciais para a operação eficiente de dispositivos elétricos. Entender as diferenças entre esses dois materiais é essencial para selecionar o certo para aplicações específicas, garantindo desempenho e longevidade ideais.