Elektrisk stål og dets egenskaper
Elektrisk stålplate ble mest brukt i elektroteknikk... Dette stålet er en legering av jern med silisium, hvis innhold er 0,8 - 4,8%. Slike stål, som introduseres i en liten mengde av alle stoffer for å forbedre egenskapene deres, kalles legert.
Silisium introduseres i jern i form av ferrosilisium (en legering av jerncissilid FeSi med jern) og er i det i oppløst tilstand. Silisium reagerer med den mest skadelige (for de magnetiske egenskapene til jern) urenheter - oksygen, reduserer jern fra dens oksiderer FeO og danner silisiumdioksid SiO2, som delvis går over i slagget.
Silisium fremmer også frigjøring av karbon fra forbindelsen Fe3C (sementitt) med dannelse av grafitt. På denne måten eliminerer silisium jernforbindelsene (FeO og Fe3C) som forårsaker en økning i tvangskraft og en økning i - tap av hysterese… I tillegg øker tilstedeværelsen av silisium i jern i en mengde på 4 % eller mer den elektriske motstanden sammenlignet med rent jern, noe som resulterer i tap av virvelstrømmer.
Til tross for at metningsinduksjonen Bs av jern med en økning i silisium i det øker betydelig og når en stor verdi ved 6,4% silisium (Bs = 2800 gauss), men fortsatt introduseres silisium ikke mer enn 4,8%. Økning av silisiuminnholdet med mer enn 4,8 % fører til at stål får økt sprøhet, dvs. deres mekaniske egenskaper forringes.
Elektrisk stål smeltes i mårovner. Plater produseres ved å rulle en stålblokk i kald eller varm tilstand. Skil derfor mellom kald- og varmvalset elektrostål.
Jern har en kubisk krystallstruktur. I følge studiet av magnetiseringen viste det seg at det kan være ujevnt i forskjellige retninger av denne kuben.Krystallen har den største magnetiseringen langs kanten av kuben, den minste langs diagonalen av ansiktet, og den minste langs kuben. diagonalen til kuben. Derfor er det ønskelig at alle jernkrystaller i arket er anordnet i løpet av rulling i rader i retning mot kantene på kuben.
Dette oppnås ved gjentatte valsing av stålplater, med sterk reduksjon (opptil 70%) og påfølgende gløding i en hydrogenatmosfære. Dette fremmer rensingen av stålet fra oksygen og karbon, samt utvidelsen av krystallene og deres orientering slik at kantene på krystallene faller sammen med rulleretningen. Slike stål kalles teksturert... De har høyere magnetiske egenskaper i valseretningen enn konvensjonelt varmvalset stål.
Teksturerte stålplater produseres ved kaldvalsing. Magnetisk permeabilitet de er høyere og hysteresetapene er mindre enn for varmvalsede plater.I tillegg øker for kaldvalset stål induksjonen i svake magnetfelt sterkere enn for varmvalset stål, d.v.s. magnetiseringskurven i svake felt er betydelig høyere enn kurven for varmvalset stål.
Ris. 1. Produksjonsprosess for elektrisk stålplate
Det skal imidlertid bemerkes at som et resultat av kornorienteringen av kornorientert stål langs valseretningen, er den magnetiske permeabiliteten i andre retninger lavere enn for varmvalset stål. Så, med induksjon 6 = 1,0 T i rulleretningen, er den magnetiske permeabiliteten μm = 50 000, og i retningen vinkelrett på den rullende μm — 5500. I denne forbindelse, ved montering av W-formede transformatorkjerner, brukes separate stålstrimler , kutt langs rullelengden, som deretter blandes slik at retningen til den magnetiske fluksen faller sammen med rulleretningen til stålet eller danner en vinkel på 180 ° med den.
I fig. 2 viser magnetiseringskurvene for elektrisk stål EZZOA og E41 for tre områder av magnetisk feltstyrke: 0 — 2,4, 0 — 24 og 0 — 240 A/cm.
Ris. 2. Magnetiseringskurver for elektriske stål: a — stål E330A (teksturert), b — stål E41 (uten tekstur)
Elektrisk stålplate har gode magnetiske egenskaper - høy metningsinduksjon, lav tvangskraft og lavt hysteresetap. På grunn av disse egenskapene er det mye brukt i elektroteknikk for produksjon av stator- og rotorkjerner til elektriske maskiner, krafttransformatorkjerner, strømtransformatorer og magnetiske kjerner av forskjellige elektriske enheter.
Husholdningselektrisk stål er forskjellig i silisiuminnhold, i måten ark lages på, samt i magnetiske og elektriske egenskaper.
Bokstaven D med betegnelsen stål betyr «elektrotekhnikanichnaya stål», det første tallet etter bokstaven (1, 2, 3 og 4) betyr legeringsgraden av stål med silisium, og silisiuminnholdet er innenfor følgende grenser i %: for lavlegert stål (E1) fra 0,8 til 1,8, for middels legert stål (E2) fra 1,8 til 2,8, for høylegert stål (EZ) fra 2,8 til 3,8, for høylegert stål (E4) fra 3,8 til 4,8.
Gjennomsnittlig elektrisk motstand for å bli ρ avhenger også av mengden silisium. Jo høyere, jo høyere silisiuminnhold i stålet. Mirok E1-stål har motstand 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 tapene er mindre, jo høyere antall, det vil si jo høyere grad av legering av stål med silisium. Null etter disse tallene ОznAnta at stålet er kaldvalset tekstur (0) og kaldvalset lav tekstur (00). Bokstaven A indikerer spesielt lave spesifikke tap ved reversering av magnetiseringen av stålet.
Elektrisk stål produseres i form av plater med en bredde på 240 til 1000 mm, en lengde på 720 til 2000 mm og en tykkelse på 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 og 1,0 mm. Teksturerte stål er de mest brukte, siden de har de høyeste verdiene av magnetiske egenskaper.
Ris. 3. Elektrisk stål