Ο ηλεκτρικός χάλυβας και οι ιδιότητές του

Η λαμαρίνα ηλεκτρικού χάλυβα χρησιμοποιήθηκε ευρύτερα στην ηλεκτροτεχνική... Αυτός ο χάλυβας είναι ένα κράμα σιδήρου με πυρίτιο, η περιεκτικότητα του οποίου είναι 0,8 - 4,8%. Τέτοιοι χάλυβες, οι οποίοι εισάγονται σε μικρή ποσότητα οποιωνδήποτε ουσιών για τη βελτίωση των ιδιοτήτων τους, ονομάζονται κραματοποιημένοι.

Το πυρίτιο εισάγεται στο σίδηρο με τη μορφή σιδηροπυριτίου (κράμα σιδήρου κισιλιδίου FeSi με σίδηρο) και βρίσκεται σε αυτό σε διαλυμένη κατάσταση.Το πυρίτιο αντιδρά με την πιο επιβλαβή (για τις μαγνητικές ιδιότητες του σιδήρου) ακαθαρσίες - οξυγόνο, μειώνοντας το σίδηρο από τα οξείδια του FeO και σχηματίζει διοξείδιο του πυριτίου SiO2, το οποίο εν μέρει περνά στη σκωρία.

Το πυρίτιο προάγει επίσης την απελευθέρωση άνθρακα από την ένωση Fe3C (τσιμεντίτης) με το σχηματισμό γραφίτη. Με αυτόν τον τρόπο, το πυρίτιο εξαλείφει τις ενώσεις του σιδήρου (FeO και Fe3C) που προκαλούν αύξηση της καταναγκαστικής δύναμης και αύξηση: απώλεια υστέρησης… Επιπλέον, η παρουσία πυριτίου στο σίδηρο σε ποσότητα 4% ή περισσότερο αυξάνει την ηλεκτρική αντίσταση σε σύγκριση με τον καθαρό σίδηρο, με αποτέλεσμα απώλειες δινορεύματα.

Παρά το γεγονός ότι η επαγωγή κορεσμού Bs του σιδήρου με αύξηση του πυριτίου σε αυτό αυξάνεται σημαντικά και φτάνει σε μεγάλη τιμή στο 6,4% πυρίτιο (Bs = 2800 gauss), αλλά εξακολουθεί να εισάγεται πυρίτιο όχι περισσότερο από 4,8%. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε πυρίτιο κατά περισσότερο από 4,8% οδηγεί στο γεγονός ότι οι χάλυβες αποκτούν αυξημένη ευθραυστότητα, δηλαδή επιδεινώνονται οι μηχανικές τους ιδιότητες.

Ο ηλεκτρικός χάλυβας τήκεται σε κλιβάνους κουνάβι. Τα φύλλα παράγονται με έλαση χαλύβδινου πλινθώματος σε ψυχρή ή θερμή κατάσταση. Επομένως, διακρίνετε τον ηλεκτρικό χάλυβα ψυχρής και θερμής έλασης.

Ο σίδηρος έχει κυβική κρυσταλλική δομή. Σύμφωνα με τη μελέτη της μαγνήτισης, αποδείχθηκε ότι μπορεί να είναι ανομοιόμορφη σε διαφορετικές κατευθύνσεις αυτού του κύβου.Ο κρύσταλλος έχει τη μεγαλύτερη μαγνήτιση κατά μήκος της άκρης του κύβου, τη μικρότερη κατά μήκος της διαγώνιας της όψης και τη μικρότερη κατά μήκος της διαγώνιος του κύβου. Επομένως, είναι επιθυμητό όλοι οι κρύσταλλοι σιδήρου στο φύλλο να είναι διατεταγμένοι κατά την κύλιση σε σειρές προς την κατεύθυνση των άκρων του κύβου.

Αυτό επιτυγχάνεται με επανειλημμένα έλαση χαλύβδινων φύλλων, με ισχυρή μείωση (έως 70%) και επακόλουθη ανόπτηση σε ατμόσφαιρα υδρογόνου. Αυτό προάγει τον καθαρισμό του χάλυβα από οξυγόνο και άνθρακα, καθώς και τη διαστολή των κρυστάλλων και τον προσανατολισμό τους έτσι ώστε οι άκρες των κρυστάλλων να συμπίπτουν με την κατεύθυνση της έλασης. Τέτοιοι χάλυβες ονομάζονται υφή... Έχουν υψηλότερες μαγνητικές ιδιότητες στην κατεύθυνση έλασης από τον συμβατικό χάλυβα θερμής έλασης.

Τα φύλλα χάλυβα με υφή παράγονται με ψυχρή έλαση. Μαγνητική διαπερατότητα είναι υψηλότερες και οι απώλειες υστέρησης είναι μικρότερες από αυτές των φύλλων θερμής έλασης.Επιπλέον, για τον χάλυβα ψυχρής έλασης, η επαγωγή σε ασθενή μαγνητικά πεδία αυξάνεται πιο έντονα από ότι για τον χάλυβα θερμής έλασης, δηλ. η καμπύλη μαγνήτισης σε ασθενή πεδία είναι σημαντικά υψηλότερη από την καμπύλη για χάλυβα θερμής έλασης.

Ρύζι. 1. Διαδικασία κατασκευής ηλεκτρικού φύλλου χάλυβα

Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι ως αποτέλεσμα του προσανατολισμού των κόκκων του χάλυβα με προσανατολισμό κόκκων κατά μήκος της κατεύθυνσης έλασης, η μαγνητική διαπερατότητα σε άλλες κατευθύνσεις είναι χαμηλότερη από αυτή του χάλυβα θερμής έλασης. Έτσι, με την επαγωγή 6 = 1,0 T προς την κατεύθυνση της έλασης, η μαγνητική διαπερατότητα μm = 50.000 και στην κατεύθυνση κάθετη προς την κύλιση μm — 5500. Σε αυτό το πλαίσιο, κατά τη συναρμολόγηση πυρήνων μετασχηματιστή σχήματος W, χρησιμοποιούνται ξεχωριστές χαλύβδινες λωρίδες , κόβονται κατά μήκος του κυλίνδρου, τα οποία στη συνέχεια αναμειγνύονται έτσι ώστε η κατεύθυνση της μαγνητικής ροής να συμπίπτει με την κατεύθυνση κύλισης του χάλυβα ή να σχηματίζει γωνία 180 ° με αυτό.

Στο σχ. 2 δείχνει τις καμπύλες μαγνήτισης του ηλεκτρικού χάλυβα EZZOA και E41 για τρεις περιοχές ισχύος μαγνητικού πεδίου: 0 — 2,4, 0 — 24 και 0 — 240 A / cm.

Ρύζι. 2. Καμπύλες μαγνήτισης ηλεκτρικών χάλυβων: α — χάλυβας E330A (με υφή), β — χάλυβας E41 (χωρίς υφή)

Το ηλεκτρικό φύλλο χάλυβα έχει καλά μαγνητικά χαρακτηριστικά—υψηλή επαγωγή κορεσμού, χαμηλή δύναμη καταναγκασμού και χαμηλή απώλεια υστέρησης. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική για την παραγωγή πυρήνων στάτορα και ρότορα ηλεκτρικών μηχανών, πυρήνων μετασχηματιστών ισχύος, μετασχηματιστών ρεύματος και μαγνητικών πυρήνων διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών.

Ο οικιακός ηλεκτρικός χάλυβας διαφέρει ως προς την περιεκτικότητά του σε πυρίτιο, στον τρόπο κατασκευής των φύλλων, καθώς και σε μαγνητικές και ηλεκτρικές ιδιότητες.

Το γράμμα D με την ονομασία χάλυβας σημαίνει «elektrotekhnikanichnaya χάλυβα», ο πρώτος αριθμός μετά το γράμμα (1, 2, 3 και 4) σημαίνει τον βαθμό κράματος του χάλυβα με πυρίτιο και η περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι εντός των ακόλουθων ορίων σε%: χάλυβας χαμηλής κραματοποίησης (Ε1) από 0,8 έως 1,8, για χάλυβα μεσαίου κράματος (Ε2) από 1,8 έως 2,8, για χάλυβα υψηλής κραματοποίησης (EZ) από 2,8 έως 3,8, για χάλυβα υψηλής κραματοποίησης (Ε4) από 3,8 έως 4,8.

Η μέση ηλεκτρική αντίσταση για να γίνει ρ εξαρτάται επίσης από την ποσότητα του πυριτίου. Όσο υψηλότερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα του χάλυβα σε πυρίτιο. Οι χάλυβες Mirok E1 έχουν αντίσταση ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, οι βαθμοί E2 — 0,40 Ohm NS mm2/m, οι βαθμοί EZ — 0,5 Ohm NS mm2/m και οι βαθμοί E4 — 0,6 Ohm NS mm2/m.

NSmagnetization (W / kg). Αυτές οι απώλειες είναι μικρότερες, όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός, δηλαδή τόσο υψηλότερος είναι ο βαθμός κράματος του χάλυβα με πυρίτιο. Μηδενικά μετά από αυτούς τους αριθμούς ОznΥποθέστε ότι ο χάλυβας είναι ψυχρής έλασης υφής (0) και ψυχρής έλασης χαμηλής υφής (00). Το γράμμα Α υποδηλώνει ιδιαίτερα χαμηλές ειδικές απώλειες κατά την αντιστροφή της μαγνήτισης του χάλυβα.

Ο ηλεκτρικός χάλυβας παράγεται σε μορφή φύλλων με πλάτος 240 έως 1000 mm, μήκος 720 έως 2000 mm και πάχος 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 και 1,0 mm. Οι χάλυβες με υφή είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι, καθώς έχουν τις υψηλότερες τιμές μαγνητικών χαρακτηριστικών.

Ρύζι. 3. Ηλεκτρικός χάλυβας