El magnetismo y el acero inoxidable

Ugitech le propone una gran profesionalidad y una amplia gama de aceros inoxidables para uso electrotécnico: • • • •

Calidades austeníticas para fabricar piezas amagnéticas Calidades ferríticas para los núcleos blandos y resistivos Calidades martensíticas para los esfuerzos mecánicos Aceros dúplex para responder a exigencias altas de corrosión

Una oferta completa: Barras redondas - hexagonales, Perfiles y diámetros especiales bajo pedido. Estados metalúrgicos y acabados: • Estirado, • Estirado rectificado, • Estirado recocido magnético rectificado (calidades ferríticas) Para calificar los materiales ferromagneticos, Ugitech cuenta con todas las técnicas de mediciones magnéticas. Son todas normalizadas: permeámetro (IEN 60604-4/ ASTM A341/A341M), coercímetro (IEN 60604-7), gaussímetro, sigmámetro.

Hc (A/m)

µmax

Permeabilidad relativa máxima / campo coercitivo en función del límite elástico 3000

2500

2500

2000

2000 1500

Martensíticos

Ferríticos

1500

1000 1000

Dúplex

500

500

Ferríticos

Martensíticos 0

200

400

Dúplex

800

1000

1200

RP0.2 (MPa)

0

200

400

600

800

1000

1200

RP0.2 (MPa)

02

Para el amagnetismo: Los austeníticos UGITECH

Hay numerosas aplicaciones que necesitan un amagnetismo estable. En este contexto, debe darse prioridad a la elección de las calidades austeníticas: • propiedades anti-corrosivas y mecánicas, • valores de permeabilidad muy bajos.

Precauciones en la elección y en la aplicación:

Una calidad austenítica mal adaptada puede generar en su transformación en frío una fracción de fase martensítica que presenta un determinado ferromagnetismo. Ugitech propone calidades relativamente transparentes para este efecto: UGI 305-2 ó UGI 202N. Ejemplos de evolución de la permeabilidad relativa de los hilos en función de la calidad y de los diferentes niveles de endurecimiento.

(u nt

o

3

ra

0

do

de

en

10

2

du

re

ci

m

ie

20

1

303 Ima

Calidades

03

a)

30

G

Permeabilidad relativa

4

304

304L + Cu Ima

305-2

Endurecimiento 0

10

20

30

305-2

1.004

1.004

1.004

1.005

304L + Cu Ima

1.005

1.005

1.012

1.082

304

1.012

1.046

1.626

3.09

303 Ima

1.003

1.05

1.62

3.42

Para el magnetismo:

Las calidades ferríticas UGITECH Ugitech propone una gama de calidades totalmente dedicada a las aplicaciones magnéticas.

+ magnetismo

UGIPERM 12FM

UGIPERM 17

+ propiedades mecánicas + Mejor resistencia a la corrosión - maquinabilidad

4105Si

+ Mejor resistencia a la corrosión

IMRE

4511

+ soldabilidad + Mejor resistencia a la corrosión + magnetismo - maquinabilidad

Ugiperm 12FM: • Acero inoxidable ferrítico al 12% de cromo, con azufre o sin azufre. • La referencia inoxidable en eficiencia magnética: Muy buena permeabilidad y campo coercitivo bajo. • Resistencia a la corrosión suficiente en entorno gasolina. • Inducción de saturación y resistividad eléctrica altas. Calidad especialmente adaptada a aplicaciones exigentes, con tiempos de respuesta cortos: Electroinyección, electroválvulas, captadores magnéticos, frenos magnéticos. UGI 4105Si: • Acero inoxidable resulfurado al 17% de cromo y al 1,5% de silicio, correspondiente a la aleación 2 de la norma ASTM A838/838M. • Buen compromiso resistencia a la corrosión / magnetismo. • 2 niveles de magnetismo en barras recocidas según las exigencias del cliente. Calidad muy extendida en el ámbito de la inyección automóvil y en las electroválvulas. IMRE: • Acero inoxidable resulfurado al 18% de cromo, 1,5% de silicio y 1,5% de molibdeno. • Excelente resistencia a la corrosión en entorno acuoso, especialmente en entorno clorurado. • Nivel de magnetismo cercano al UGI4105Si. Calidad muy utilizada en las electroválvulas. UGIPERM 17: • Acero inoxidable al 17% de cromo y con un bajo contenido en azufre para una mejor soldabilidad. • Comportamiento magnético parecido al UGI 4105Si, con una resistividad eléctrica más baja pero con características mecánicas más altas. Calidad utilizada para aplicaciones en el sector automóvil. UGI 4511: • Acero inoxidable estabilizado al niobio y con un bajo contenido en azufre. • Su 17% de cromo permite el funcionamiento en medios más agresivos. • Prestaciones magnéticas cercanas a las del Ugiperm 12FM. • El mejor compromiso Resistencia a la corrosión / Magnetismo. Calidad utilizada para aplicaciones en el automóvil - electroválvulas.

04

Ejemplo: Posición según la permeabilidad máxima / resistividad eléctrica

Permeabilidad máxima

Diagrama Permeabilidad relativa máxima en función de la resistividad eléctrica de algunas calidades ferríticas. 3000 1.4511

Ugiperm 12FM

2500

2000

1500

1.4105B Ugiperm17

1.4105Si IMRE

1000

0

1.4724

1.4114 60

70

80

90

100

Resistividad (µΩ.cm)

Características generales de las calidades adaptadas a las aplicaciones magnéticas. Imantación en saturación (T) Campo coercitivo* (A/m)

IMRE

UGI 4105Si

Ugiperm 12FM

Ugiperm 17

UGI 4511

1.60

1.60

1.70

1.65

1.67

150 a 200

130 a 200

100 a 125

150 a 200

100 a 150

Permeabilidad máxima

1100 a 2000

1200 a 2200

2000 a 3000

1000 a 2000

2000 a 3000

Campo remanente* (T)

0.25 a 0.8

0.5 a 0.9

0.5 a 0.7

0.5 a 1

0.5 a 1

76

77

78

60

60

Carburantes, medios acuosos medianamente agresivos y poco clorurados

Carburantes, medios acuosos medianamente agresivos y clorurados

Carburantes, medios acuosos medianamente agresivos y clorurados (resistencia en zonas soldables)

Mejorada o estándar

Estándar

Estándar

Resistividad (µΩ.cm)

Entornos adaptados

Maquinabilidad

Carburantes, Carburantes, medios acuosos medios acuosos medianamente medianamente clorurados, agresivos y poco Ejemplo: Máquinas clorurados de bebidas Mejorada

Mejorada

* medición después de saturación magnética del material

Para obtener un comportamiento ferromagnético optimo, es necesario realizar un recocido magnético bien sea en las barras o en las piezas mecanizadas. Según la calidad y el nivel de magnetismo exigido, las condiciones de tratamiento térmico deben adaptarse para obtener una estructura metalúrgica optimizada. Abajo, la microestructura de una misma calidad con 2 tratamientos distintos y que presenta prestaciones magnéticas diferentes. Ugitech adapta el estado metalúrgico de sus calidades a las exigencias de la aplicación. Este ejemplo ilustra el efecto del tamaño de los granos en el campo coercitivo. A/

B/

Micrografías en 1.4511 tratado por recocido magnético y no tratado. Influencia en campo coercitivo. A/ No tratado - Hc = 350 A/m B/ Tratado - Hc = 140 A/m

200 µm 05

200 µm

El compromiso martensítico Las calidades martensíticas permiten obtener buenas prestaciones magnéticas con propiedades mecánicas altas. En comparación con las calidades ferríticas, estas calidades son más difíciles de imantar y desimantar. Pueden presentar así un interés específico en el caso de piezas del tipo imán permanente. Características generales de algunas calidades martensíticas inoxidables UGITECH. UGI 4005

UGI 4313

UGI 4418

UGI 4542

Imantación en saturación (T)*

1.75

1.6

1.3 a 1.5

1.3 a 1.5

Campo coercitivo* (A/m)

850 a 1000

1200 a 1500

1650 a 2600

1800 a 3400

Permeabilidad máxima*

180 a 380

200 a 300

100 a 200

50 a 200

Campo remanente* (T)

0.9 a 1.2

0.7

0.5 a 0.7

0.4 a 0.7

57

60

80

70 a 80

Rp0.2 : 570-700 Rm : 730-830

Rp0.2 : 800 Rm : 1000

Rp0.2 : 930 Rm : 1020

Rp0.2 : 800 a 1200 Rm : 800 a 1300

Resistividad (µΩ.cm) Car. mec (Mpa)*

* Según los tratamientos térmicos

Una solución intermedia: La gama UGIPLEX Los Dúplex son interesantes en entornos corrosivos severos. La presencia de una fase austenítica amagnética reduce la inducción de saturación así como los valores de µ, Hc en comparación con los ferríticos. Características generales de algunas calidades UGIPLEX UGI 4362

UGI 4462

UGI 4507

Imantación en saturación (T)

0.55

0.55

0.50

Campo coercitivo* (A/m)

600

700

750

Permeabilidad máxima

50

40

30

Campo remanente (T)

0.05

0.04

0.03

Resistividad (µΩ.cm)

80

80

85

Medio adaptado

Idéntico al UGI 4404 (AISI 316)

Dúplex “alto de gama” para Dúplex “medio de gama” las aplicaciones severas en las para las industrias químicas, industrias químicas, petróleo, petroquímicas, papeleras y papelería, desalinización y desalinización del agua de mar decontaminación *medición después de la saturación magnética del metal

06

¿Cómo funciona? Al reaccionar a la aplicación de un campo magnético exterior (solenoide, imán), los electrones presentes en un material le confieren propiedades magnéticas específicas.

Las magnitudes utilizadas

Esta reacción se mide por medio de la inducción B (aire + material) o por la polarización magnética J, específica al material. Para evaluar el efecto inducido por el material, es habitual compararlo al generado por el vacío B0 sometidos ambos al mismo campo H. - en el material: B(H) = µ(H).H - en el vacío: B0 = µ0.H Se califica el material por su permeabilidad magnética relativa µr correspondiente a µ(H)/µ0.

Varias posibilidades para los aceros inoxidables Ugitech Según el valor de su permeabilidad relativa, se definen dos familias: • Los paramagnéticos* (11) incluyen los aceros inoxidables ferríticos, martensíticos y dúplex. La polarización del metal tiende a alinearse con el campo exterior, a canalizarlo y a reforzarlo. Se pueden utilizar como amplificadores de campo (núcleo magnético) y/o canalizadores de campo (blindaje magnético).

¿Es importante la resistividad eléctrica? Los aceros inoxidables están especialmente bien posicionados en este aspecto por la presencia importante de elementos de aleación. Cuando una pieza ferromagnética está sometida a un campo variable, se producen corrientes de Foucault parásitas. Para obtener una respuesta rápida de la aplicación, las prestaciones magnéticas solas no son suficientes. Se utilizan entonces materiales de resistividad eléctrica alta. La experiencia demuestra que tomar en cuenta la resistividad puede ser tan importante como las magnitudes magnéticas tradicionales.

Resistividad eléctrica típica de materiales medida a 25°C. Material

Comportamiento

Resistividad (µΩ.cm)

Acero inoxidable austenítico tipo AISI 304, 316

Ferromagnético

72 a 74

Acero eléctrico

13

Acero con 2.5% de silicio

40

Acero inoxidable martensítico UGI 4005 Acero inoxidable ferrítico UGI 4016L, UGI 4511 Acero inoxidable ferrítico UGI 4105Si, IMRE, Ugiperm 12FM

07

Ferromagnético

57 60 76 a 78

Centros de producción UGITECH Barras

Alambrón

UGITECH Avenue Paul Girod 73403 UGINE Cedex FRANCIA Tel. +33 (0)4 79 89 30 30 Fax: +33 (0)4 79 89 34 34

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