Электротехническая сталь и ее свойства

Электротехническая сталь и ее характеристикиНаибольшее применение в электротехнике получила листовая электротехническая сталь. Эта сталь является сплавом железа с кремнием, содержание которого в ней 0,8 — 4,8%. Такие стали, в которые вводятся в малом количестве какие-либо вещества для улучшения их характеристики, именуются легированными.

Кремний вводится в железо в виде ферросилиция (сплав сислицида железа FeSi с железом)и находится в нем в растворенном состоянии.Кремний реагирует с более вредной (для магнитных параметров железа) примесью — кислородом, восстанавливая железо из его окислов FеО и образуя кремнезем SiO2, который перебегает отчасти в шлак.

Электротехническая стальКремний также содействует выделению углерода из соединения Fе3С (цементит) с образованием графита. Таким макаром, кремний избавляет хим соединения железа (FеО и Fе3С), которые вызывают повышение коэрцитивной силы и наращивают — утраты на гистерезис. Не считая того, наличие кремния в железе в количестве 4 % и поболее наращивает удельное электронное сопротивление по сопоставлению с незапятнанным железом, в итоге чего уменьшаются утраты на вихревые токи.

Невзирая на то что индукция насыщения Вs железа с повышением кремния в нем значительно увеличивается и добивается при 6,4% кремния большой величины (Вs = 2800 гс), все таки кремния вводят менее 4,8%. Повышение содержания кремния более 4,8% приводит к тому, что стали получают завышенную хрупкость, т. е. механические характеристики их ухудшаются.

Выплавляется электротехническая сталь в мартеновских печах. Листы изготовляют прокаткой железного слитка в прохладном либо жарком состоянии. Потому различают холодно- и горячекатаную электротехническую сталь.

Электротехническая стальЖелезо имеет кубическую кристаллическую структуру. По исследованию намагничивания оказалось, что оно может быть неодинаково по разным фронтам этого куба. Большим намагничиванием кристалл обладает в направлении ребра куба, наименьшим — на искосок грани и самым малым — на искосок куба. Потому лучше, чтоб все кристаллики железа в листе выстроились в процессе прокатки в ряды по направлению ребер куба.

Это достигается повторными прокатками листов стали, с сильным обжатием (до 70%) и следующим отжигом в атмосфере водорода. Это содействует очищению стали от кислорода и углерода, также укрупнению кристаллов и ориентировке их таким макаром, чтоб ребра кристаллов совпадали с направлением прокатки. Такие стали именуются текстурованными. У их магнитные характеристики по направлению прокатки выше, чем у обыкновенной горячекатаной стали.

Листы текстурованной стали изготовляются прохладной прокаткой. Магнитная проницаемость их выше, а утраты на гистерезис меньше, чем у горячекатаных листов. Не считая того, у холоднокатаной стали индукция в слабеньких магнитных полях растет посильнее, чем у горячекатаной, т. е. кривая намагничивания в слабеньких полях размещается существенно выше кривой горячекатаной стали.

Процесс производства листовой электротехнической стали

Рис. 1. Процесс производства листовой электротехнической стали

Следует, но, отметить, что в итоге ориентировки зернышек текстурованной стали по направлению прокатки магнитная проницаемость по другим фронтам меньше, чем у горячекатаных. Так, при индукции 6 = 1,0 тл в направлении прокатки магнитная проницаемость μм=50000, а в направлении перпендикулярно прокатке μм — 5500. В связи с этим при сборке Ш-образных сердечников трансформаторов используют отдельные полосы стали, вырезанные повдоль прокатки, которые потом шихтуют так, чтоб направление магнитного потока совпадало с направлением прокатки стали либо составляло бы с ним угол 180°.

На рис. 2 приведены кривые намагничивания электротехнических сталей ЭЗЗОА и Э41 для 3-х диапазонов напряженностей магнитного поля: 0 — 2,4, 0 — 24 и 0 — 240 а/см.

Кривые намагничивания электротехнических сталей

Рис. 2. Кривые намагничивания электротехнических сталей: а — сталь Э330А (текстурированная), б — сталь Э41 (нетекстурированная)

Электротехническая листовая сталь обладает неплохими магнитными чертами — высочайшей индукцией насыщения, малой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис. Благодаря этим свойствам она обширно употребляется в электротехнике для производства сердечников статоров и роторов электронных машин, сердечников силовых трансформаторов, трансформаторов тока и магнитопроводов разных электронных аппаратов.

Российская электротехническая сталь различается по содержанию в ней кремния, по методу производства листов, также по магнитным и электронным свойствам.

Буковка Э в обозначении стали значит «электротехническая сталь«, 1-ая за буковкой цифра (1, 2, 3 и 4) значит степень легирования стали кремнием, при этом содержание кремния находится в последующих границах в %: для слаболегированной стали (Э1) от 0,8 до 1,8, для среднелегированной стали (Э2) от 1,8 до 2,8, для повышеннолегированной стали (ЭЗ) от 2,8 до 3,8, для высоколегированной стали (Э4) от 3,8 до 4,8.

Средняя величина удельного электронного сопротивления электротехнической стали ρ тоже находится в зависимости от количества кремния. Оно тем выше, чем больше содержание кремния в стали. Стали мирок Э1 имеют сопротивление ρ =0,25 ом х мм2/м, марок Э2 — 0,40 ом х мм2/м, марок ЭЗ — 0,5 ом х мм2/м и марок Э4 — 0,6 ом х мм2/м.

перемагничивании (вт/кг). Эти утраты тем меньше, чем больше цифра, т. е. больше степень легирования стали кремнием. Нули после этих цифр означают, что сталь холоднокатаная текстурованная (0) и холоднокатаная малотекстурованная (00). Буковка А показывает на особо низкие удельные утраты при перемагничивании стали.

Электротехническая сталь выпускается в виде листов шириной от 240 до 1000 мм, длиной от 720 до 2000 мм и шириной 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 и 1,0 мм. Наибольшее применение имеют текстурованные стали, так как они владеют большими значениями магнитных черт.

Электротехническая сталь

Рис. 3. Электротехническая сталь

Школа для электрика

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *