Вопросы и ответы

Вопросы и ответы » Электротехническая сталь и железо

Электротехническая сталь

Магнитомягкий материал на основе железа с добавками легирующих элементов, главным образом кремния и алюминия, в количестве не более 5%. Основным легирующим элементов является кремний (Si), а небольшое количество алюминия (Al) добавляется в изотропную электротехническую сталь. С увеличением содержания кремния растет удельное электрическое сопротивление и снижается плотность. По содержанию легирующих элементов электротехническая сталь бывает легированной 0,5 - 4,8% и нелегированной до 0,5%. По способу производства можно выделить холоднокатаную и горячекатаную электротехническую сталь. Холоднокатаная электротехническая сталь приобретает конечную толщину в результате холодной прокатки, при этом горячая прокатка слябов остается неотъемлемой стадией производства любой электротехнической стали. При производстве горячекатаной электротехнической стали применяется только горячая прокатка. Горячекатаная электротехническая сталь явилась исторически первым магнитомягким материалом, специально разработанным для магнитопроводов электрических машин. Однако к концу 20 в. она была практически полностью заменена на холоднокатаную электротехническую сталь. В настоящее время производится лишь небольшое количество горячекатаной нелегированной сортовой электротехнической стали в виде листа толщиной не менее 2 мм и прутка круглого сечения. Тонколистовая электротехническая сталь изготавливается в виде рулонов, ленты и значительное реже в виде листов. Понятие «тонколистовая» электротехническая сталь является достаточно условным. Так, тонколистовая электротехническая сталь, используемая для изготовления крупных силовых трансформаторов, имеет толщину 0,35 мм и менее с содержанием кремния не менее 2,8%. Ее иногда называют обобщенным термином «трансформаторная сталь», который в настоящее время считается устаревшим. Тонколистовая электротехническая сталь для турбогенераторов, гидрогенераторов и других крупных вращающихся электрических машин с электромагнитным возбуждением, а согласно устаревшей терминологии динамо-электрических машин, имеет толщину менее 1 мм, пониженное содержание кремния и мягкое электроизоляционное покрытие, что обеспечивает ей улучшенную штампуемость. Такую электротехническую сталь иногда называют устаревшим обобщенным термином «динамная сталь». В соответствии с кристаллографической текстурой электротехническую сталь делят на анизотропную и изотропную.

Условное обозначение тонколистовой электротехнической стали состоит из четырех цифр. Первая цифра определяет класс по структурному состоянию и виду прокатки: 1 — горячекатаная изотропная, 2 — холоднокатаная изотропная, 3 — холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой. Вторая цифра определяет содержание легирующих элементов (кремния, алюминия): 0 — с массовой долей до 0,5% включительно (нелегированная), 1 — с массовой долей свыше 0,5 до 0,8% включительно, 2 — с массовой долей свыше 0,8 до 1,8% включительно, 3 — с массовой долей свыше 1,8 до 2,8% включительно, 4 — с массовой долей свыше 2,8 до 3,8% включительно, 5 — с массовой долей свыше 3,8 до 4,8% включительно. Третья цифра определяет группу по основной нормируемой характеристике: 0 — удельные магнитные потери P1,7/50 при частоте 50 Гц и максимальной магнитной индукции 1,7 Тл, 1 — удельные магнитные потери P1,5/50, 2 — удельные магнитные потери P1,0/400 для изотропной электротехнической стали или удельные магнитные потери P1,5/400 для анизотропной электротехнической стали, 6 — магнитная индукция в слабых магнитных полях B0,4 при напряженности магнитного поля 0,4 А/м, 7 — магнитная индукция в средних магнитных полях B10 или B5. Вместе первые три цифры обозначают тип электротехнической стали, а четвертая цифра — порядковый номер, характеризующий качество электротехнической стали, например, 3408 — анизотропная электротехническая сталь с содержанием кремния 3%, основная нормируемая характеристика — удельные магнитные потери P1,7/50. Анизотропная электротехническая сталь имеет ребровую кристаллографическую текстуру, которая обеспечивает высокую магнитную проницаемость вдоль направления прокатки.

Анизотропная электротехническая сталь используется в электрических машинах, где магнитный поток можно направить вдоль направления прокатки, например, в силовых трансформаторах. Были разработаны также электротехнические стали с другими типами кристаллографической анизотропии, однако в промышленных масштабах такие материалы не производятся. В изотропной электротехнической стали кристаллографическая анизотропия слабо выражена. Изотропная электротехническая сталь применяется во вращающихся электрических машинах, в которых магнитный поток проходит как вдоль, так и поперек направления прокатки материала. Электротехническая сталь также различается по технологии производства. Изотропная электротехническая сталь должна содержать минимальное количество примесных элементов, чтобы обеспечить протекание собирательной рекристаллизации. В анизотропной электротехнической стали содержание примесных элементов регламентируется, поскольку они должны надежно блокировать движение границ зерен до начала вторичной рекристаллизации и обеспечивать рост наиболее совершенных ребровых зерен. Эти требования определяют особенности технологических схем производства и структуру электротехнической стали. Значительное количество электротехнической стали идет на изготовление электротехнического оборудования, предназначенного для производства и распределения электрической энергии: турбо- и гидрогенераторов, крупных силовых трансформаторов. Именно эти отрасли электротехнической промышленности определяют пути совершенствования электротехнической стали.

Назад
Нет комментариев. Почему бы Вам не оставить свой?
Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь.