Elektrisk stål og dets egenskaber

Elektrisk stålplade var mest udbredt i elektroteknik... Dette stål er en legering af jern med silicium, hvis indhold er 0,8 - 4,8%. Sådanne stål, som indføres i en lille mængde af alle stoffer for at forbedre deres egenskaber, kaldes legeret.

Silicium indføres i jern i form af ferrosilicium (en legering af jerncissilid FeSi med jern) og er i det i en opløst tilstand. Silicium reagerer med den mest skadelige (for jernets magnetiske egenskaber) urenhed - oxygen, hvilket reducerer jern fra dets oxiderer FeO og danner siliciumdioxid SiO2, som delvist går over i slaggen.

Silicium fremmer også frigivelsen af ​​kulstof fra forbindelsen Fe3C (cementit) med dannelsen af ​​grafit. På denne måde eliminerer silicium jernforbindelserne (FeO og Fe3C), der forårsager en stigning i tvangskraften og en stigning i - tab af hysterese… Desuden øger tilstedeværelsen af ​​silicium i jern i en mængde på 4 % eller mere den elektriske modstand sammenlignet med rent jern, hvilket resulterer i tab af hvirvelstrømme.

På trods af det faktum, at mætningsinduktionen Bs af jern med en stigning i silicium i det stiger betydeligt og når en stor værdi ved 6,4% silicium (Bs = 2800 gauss), men stadig silicium indføres ikke mere end 4,8%. Forøgelse af siliciumindholdet med mere end 4,8% fører til, at stål opnår øget skørhed, dvs. deres mekaniske egenskaber forringes.

Elektrisk stål smeltes i mårovne. Plader fremstilles ved at rulle en stålbarre i kold eller varm tilstand. Skeln derfor mellem kold- og varmvalset el-stål.

Jern har en kubisk krystalstruktur. Ifølge undersøgelsen af ​​magnetiseringen viste det sig, at det kan være ujævnt i forskellige retninger af denne terning.Krystallen har den største magnetisering langs kanten af ​​terningen, den mindste langs diagonalen af ​​fladen og den mindste langs med kubens diagonal. Derfor er det ønskeligt, at alle jernkrystaller i pladen er arrangeret i løbet af rullen i rækker i retning af terningens kanter.

Dette opnås ved gentagne gange at rulle stålplader med en kraftig reduktion (op til 70%) og efterfølgende udglødning i en brintatmosfære. Dette fremmer rensningen af ​​stålet fra ilt og kulstof, samt udvidelsen af ​​krystallerne og deres orientering, så krystallernes kanter falder sammen med rulleretningen. Sådanne stål kaldes tekstureret... De har højere magnetiske egenskaber i valseretningen end konventionelt varmvalset stål.

Teksturerede stålplader fremstilles ved koldvalsning. Magnetisk permeabilitet de er højere, og hysteresetabene er mindre end for varmvalsede plader.Hertil kommer, at for koldvalset stål øges induktionen i svage magnetfelter kraftigere end for varmvalset stål, dvs. magnetiseringskurven i svage felter er væsentlig højere end kurven for varmvalset stål.

Ris. 1. Fremstillingsproces af elektrisk stålplade

Det skal dog bemærkes, at som et resultat af kornorienteringen af ​​kornorienteret stål langs valseretningen, er den magnetiske permeabilitet i andre retninger lavere end for varmtvalset stål. Så med induktion 6 = 1,0 T i rulleretningen er den magnetiske permeabilitet μm = 50.000, og i retningen vinkelret på den rullende μm — 5500. I denne forbindelse, ved samling af W-formede transformerkerner, anvendes separate stålstrimler , skæres langs rullelængden, som derefter blandes, så retningen af ​​den magnetiske flux falder sammen med stålets rulleretning eller danner en vinkel på 180 ° med det.

I fig. 2 viser magnetiseringskurverne for elektrisk stål EZZOA og E41 for tre områder af magnetisk feltstyrke: 0 — 2,4, 0 — 24 og 0 — 240 A/cm.

Ris. 2. Magnetiseringskurver for elektriske stål: a — stål E330A (tekstureret), b — stål E41 (uden tekstur)

Elektrisk stålplade har gode magnetiske egenskaber - høj mætningsinduktion, lav tvangskraft og lavt hysteresetab. På grund af disse egenskaber bruges det i vid udstrækning i elektroteknik til produktion af stator- og rotorkerner i elektriske maskiner, krafttransformatorkerner, strømtransformatorer og magnetiske kerner af forskellige elektriske enheder.

Husholdningselektrisk stål adskiller sig i sit siliciumindhold, i den måde, plader fremstilles på, samt i magnetiske og elektriske egenskaber.

Bogstav D med betegnelsen stål betyder «elektrotekhnikanichnaya stål», det første tal efter bogstavet (1, 2, 3 og 4) betyder legeringsgraden af ​​stål med silicium, og siliciumindholdet er inden for følgende grænser i %: lavlegeret stål (E1) fra 0,8 til 1,8, for mellemlegeret stål (E2) fra 1,8 til 2,8, for højlegeret stål (EZ) fra 2,8 til 3,8, for højlegeret stål (E4) fra 3,8 til 4,8.

Den gennemsnitlige elektriske modstand til at blive ρ afhænger også af mængden af ​​silicium. Jo højere, jo højere siliciumindhold i stålet. Mirok E1-stål har modstand ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, E2-kvaliteter - 0,40 Ohm NS mm2/m, EZ-kvaliteter - 0,5 Ohm NS mm2/m og E4-kvaliteter - 0,6 Ohm NS mm2/m.

NSmagnetisering (W / kg). Disse tab er mindre, jo højere antal, det vil sige, jo højere legeringsgrad af stål med silicium. Nuller efter disse tal ОznAntag, at stålet er koldvalset tekstur (0) og koldvalset lav tekstur (00). Bogstavet A angiver særligt lave specifikke tab, når magnetiseringen af ​​stålet vendes.

Elektrisk stål fremstilles i form af plader med en bredde på 240 til 1000 mm, en længde på 720 til 2000 mm og en tykkelse på 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 og 1,0 mm. Teksturerede stål er de mest udbredte, da de har de højeste værdier af magnetiske egenskaber.

Ris. 3. Elektrisk stål