Електрическа стомана и нейните свойства

Най -голямо приложение в електротехниката получи листова електрическа стомана… Тази стомана е сплав от желязо със силиций, чието съдържание е 0,8 — 4,8%. Такива стомани, които се въвеждат в малко количество всякакви вещества за подобряване на техните свойства, се наричат ​​легирани.

Силицият се въвежда в желязо под формата на феросилиций (сплав от железен сисцилид FeSi с желязо)и е в него в разтворено състояние.Силицийът реагира с най -вредния (за магнитните свойства на желязото) примес — кислорода, като редуцира желязото от неговите оксиди FeO и образува силициев диоксид SiO2, който частично преминава в шлака.

Силицийът също така насърчава освобождаването на въглерод от съединението Fe3C (цементит) с образуването на графит. По този начин силицийът елиминира железните химични съединения (FeO и Fe3C), които причиняват увеличаване на принудителната сила и увеличаване — загуба на хистерезис… В допълнение, наличието на силиций в желязо в количество от 4% или повече увеличава електрическото съпротивление в сравнение с чистото желязо, в резултат на което загубите от вихрови токове.

Въпреки факта, че индукцията на насищане Вs на желязо с увеличаване на силиция в него сзначително се увеличава и достига голяма стойност при 6,4% силиций (Bs = 2800 гауса), но все пак силиций се въвежда не повече от 4,8%. Увеличаването на съдържанието на силиций с повече от 4,8% води до факта, че стоманите придобиват повишена крехкост, т.е.механичните им свойства се влошават.

Електрическата стомана се топи в мартенови пещи. Листовете се произвеждат чрез валцуване на стоманен слитък в студено или горещо състояние. Следователно, разграничете студено и горещо валцувана електрическа стомана.

Желязото има кубична кристална структура. Според изследването на намагнитването се оказа, че то може да бъде неравномерно в различни посоки на този куб. Кристалът има най -голямо намагнитване по посока на ръба на куба, най -малкото — по диагонала на лицето, а най -малкото — по диагонала на куба. Поради това е желателно всички кристали от желязо в листа да бъдат подредени в хода на валцуване на редове по посока на ръбовете на куба.

Това се постига чрез многократно валцуване на стоманени листове, със силно намаляване (до 70%) и последващо отгряване в атмосфера на водород. Това насърчава пречистването на стоманата от кислород и въглерод, както и разширяването на кристалите и тяхната ориентация, така че ръбовете на кристалите да съвпадат с посоката на търкаляне. Такива стомани се наричат текстуриран… Те имат по -високи магнитни свойства в посоката на търкаляне от конвенционалната горещо валцувана стомана.

Текстурираните стоманени листове се произвеждат чрез студено валцуване. Магнитна пропускливост те са по-високи и загубите при хистерезис са по-малки от тези на горещовалцуваните листове. В допълнение, за студено валцувана стомана, индукцията в слаби магнитни полета се увеличава по-силно, отколкото за горещовалцувана стомана, т.е. кривата на намагнитване в слаби полета е значително по-висока от кривата за горещовалцувана стомана.

Ориз. 1. Производствен процес на ламарина от електрическа стомана

Трябва да се отбележи обаче, че в резултат на ориентацията на зърната от ориентирана към зърното стомана по посока на валцуване магнитната пропускливост в други посоки е по-ниска от тази на горещовалцуваната стомана. И така, с индукция 6 = 1,0 T по посока на търкаляне, магнитната пропускливост μm = 50 000, и в посока, перпендикулярна на търкалянето μm — 5500.В тази връзка при сглобяването на W-образни трансформаторни жила се използват отделни стоманени ленти, нарязани по дължината на търкалянето, които след това се смесват така, че посоката на магнитния поток съвпада с посоката на търкаляне на стоманата или прави ъгъл на 180 ° с него.

На фиг. 2 показва кривите на намагнитване на електрическа стомана EZZOA и E41 за три диапазона на силата на магнитното поле: 0 — 2.4, 0 — 24 и 0 — 240 A / sм.

Ориз. 2. Криви на намагнитване на електрически стомани: а — стомана E330A (текстурирана), b — стомана E41 (без текстура)

Електрическият стоманен лист има добри магнитни характеристики — висока индукция на насищане, ниска коерцитивна сила и ниска загуба на хистерезис. Поради тези свойства той се използва широко в електротехниката за производство на жила на статори и ротори на електрически машини, жила на силови трансформатори, токови трансформатори и магнитни жила на различни електрически устройства.

Домашната електрическа стомана се различава по съдържанието на силиций в нея, по начина на изработка на листове, както и по магнитни и електрически свойства.

Буква Д с обозначение стомана означава «електротехникаnichnaya стомана», първото число зад буквата (1, 2, 3 и 4) означава степента на легиране на стомана със силиций, а съдържанието на силиций е в следните граници в%: за нисколегирана стомана (E1) от 0,8 до 1,8 , за среднолегирана стомана (E2) от 1,8 до 2,8, за високолегирана стомана (EZ) от 2,8 до 3,8, за високолегирана стомана (E4) от 3,8 до 4,8.

Средно съпротивление електрически да стане ρ също зависи от количеството силиций. Онколкото по -високо, толкова по -високо е съдържанието на силиций в стоманата. Стоманите Mirok E1 имат устойчивост ρ =0,25 ома NS mm2/м, степени Е2 — 0,40 ома NS mm2 / m, EZ степени — 0,5 ома NS mm2/ м и степени Е4 — 0,6 ома NS mm2/ м.

NSнамагнитване (W / kg). Тези загуби са толкова по -малки, колкото по -голям е броят, тоест по -голяма е степента на легиране на стомана със силиций. Нули след тези числа ОznПредполага се, че стоманата е студено валцувана с текстура (0) и студено валцувана с ниска текстура (00). Буквата А показва особено ниски специфични загуби при обръщане на намагнитването на стоманата.

Електрическата стомана се произвежда под формата на листове с ширина от 240 до 1000 мм, дължина от 720 до 2000 мм и дебелина 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 и 1,0 мм. Най -широко използвани са текстурираните стомани, тъй като те имат най -високите стойности на магнитните характеристики.

Ориз. 3. Електрическа стомана