5.5 Chapas de aleación Fe-Si
Prácticamente todas las máquinas eléctricas de potencia con C.A. incorporan núcleos a partir de chapas de acero al silicio, en realidad aleaciones Fe con hasta un 5% Si. Las chapas de acero al silicio constituyen la alternativa más idónea desde el punto de vista técnico y económico, en comparación con otras aleaciones Fe-Co o Fe-Ni. Las adiciones de silicio al hierro presentan efectos beneficiosos con el fin de mejorar las propiedades magnéticas.
Tal como se muestra en la figura 10.17, el silicio es el elemento de aleación que provoca un mayor aumento de resistividad, lo que permite reducir las pérdidas por corrientes de Foucault.

Figura 10.17. Efecto de los elementos de aleación sobre la resistividad eléctrica del hierro.

La presencia de silicio en solución sólida, aún por debajo de 2,5%Si, reduce la energía de anisotropía magnetocris-talina y la magnetostricción del hierro, lo que permite aumentar la permeabilidad y reducir las pérdidas por histéresis y el zumbido de los núcleos de transformador provocado por la magnetostricción.
Adicionalmente, el silicio permite lograr otros efectos de interés. Dado su carácter alfágeno, en cantidades superiores a un 2,5%, permite eliminar la transformación alotrópica del hierro. Como consecuencia, se tiene dos importantes efectos:

Las aleaciones con Si mayor del 2,5% pueden recocerse a alta temperatura para facilitar fenómenos de engrosamiento de grano.

La ausencia de transformación alotrópica durante el enfriamiento facilita, bajo condiciones de laminación y recocido adecuadas, la obtención de chapas con grano orientado (textura preferente C.O.E.: Cube on edge = Planos (110) paralelos a la superficie y dirección <100> paralela al sentido de laminación). Construyendo los núcleos de forma que el flujo magnético circule siempre en la dirección de laminación se consigue aumentar la permeabilidad del dispositivo y reducir el área del ciclo de histéresis, como se aprecia en la figura 10.18.

Figura 10.18. Efectos de la textura sobre las propiedades magnéticas del Fe-Si. La textura C.O.E. coincide con la dirección de laminación.

Como contrapartida, la presencia de silicio provoca una disminución en el valor de saturación Bs, y una notable reducción de la ductilidad del hierro. Por encima del 5% Si, el acero se vuelve frágil y resulta imposible la obtención de chapas de bajo espesor por laminación en frío, por ello las aleaciones Fe-Si incorporan, como máximo, un 5%Si.