Oțelul electric și proprietățile sale

Tablă de oțel electric a fost folosită cel mai mult în inginerie electrică... Acest oțel este un aliaj de fier cu siliciu, al cărui conținut este de 0,8 - 4,8%. Astfel de oțeluri, care sunt introduse într-o cantitate mică de orice substanță pentru a-și îmbunătăți proprietățile, se numesc aliate.

Siliciul este introdus în fier sub formă de ferosiliciu (un aliaj de cisilid de fier FeSi cu fier) ​​și se află în el în stare dizolvată.Siliciul reacționează cu cea mai dăunătoare (pentru proprietățile magnetice ale fierului) impurități - oxigenul, reducând fierul din sale oxizi FeO și formează dioxid de siliciu SiO2, care trece parțial în zgură.

Siliciul promovează, de asemenea, eliberarea de carbon din compusul Fe3C (cementit) cu formarea de grafit. În acest fel, siliciul elimină compușii de fier (FeO și Fe3C) care provoacă o creștere a forței coercitive și o creștere a — pierderea histerezisului… În plus, prezența siliciului în fier într-o cantitate de 4% sau mai mult crește rezistența electrică în comparație cu fierul pur, ducând la pierderi de curenți turbionari.

În ciuda faptului că inducerea de saturație Bs a fierului cu o creștere a siliciului în acesta crește semnificativ și atinge o valoare mare la 6,4% siliciu (Bs = 2800 gauss), dar totuși siliciul este introdus nu mai mult de 4,8%. Creșterea conținutului de siliciu cu peste 4,8% duce la faptul că oțelurile capătă fragilitate crescută, adică proprietățile lor mecanice se deteriorează.

Oțelul electric este topit în cuptoarele de jder. Foile sunt produse prin rularea unui lingou de oțel în stare rece sau fierbinte. Prin urmare, distingeți între oțelul electric laminat la rece și la cald.

Fierul are o structură cristalină cubică. Conform studiului magnetizării, s-a dovedit că poate fi neuniform în diferite direcții ale acestui cub.Cristalul are cea mai mare magnetizare de-a lungul marginii cubului, cea mai mică de-a lungul diagonalei feței și cea mai mică de-a lungul diagonala cubului. Prin urmare, este de dorit ca toate cristalele de fier din foaie să fie aranjate în cursul rulării în rânduri în direcția marginilor cubului.

Acest lucru se realizează prin rularea repetă a tablelor de oțel, cu o reducere puternică (până la 70%) și recoacerea ulterioară în atmosferă de hidrogen. Acest lucru promovează purificarea oțelului de oxigen și carbon, precum și extinderea cristalelor și orientarea lor astfel încât marginile cristalelor să coincidă cu direcția de rulare. Astfel de oțeluri se numesc texturate... Au proprietăți magnetice mai mari în direcția de laminare decât oțelul convențional laminat la cald.

Tablele de oțel texturate sunt produse prin laminare la rece. Permeabilitatea magnetică sunt mai mari iar pierderile de histerezis sunt mai mici decât cele ale tablelor laminate la cald.În plus, pentru oțelul laminat la rece, inducția în câmpuri magnetice slabe crește mai puternic decât pentru oțelul laminat la cald, adică. curba de magnetizare în câmpuri slabe este semnificativ mai mare decât curba pentru oțelul laminat la cald.

Orez. 1. Procesul de fabricație a tablei de oțel electric

Trebuie remarcat, totuși, că, ca urmare a orientării granulelor a oțelului orientat pe granule de-a lungul direcției de laminare, permeabilitatea magnetică în alte direcții este mai mică decât cea a oțelului laminat la cald. Deci, cu inducția 6 = 1,0 T în direcția de laminare, permeabilitatea magnetică μm = 50.000 și în direcția perpendiculară pe μm de laminare — 5500. În acest sens, la asamblarea miezurilor transformatoarelor în formă de W, se folosesc benzi de oțel separate. , tăiate de-a lungul lungimii de rulare, care sunt apoi amestecate astfel încât direcția fluxului magnetic să coincidă cu direcția de rulare a oțelului sau să facă un unghi de 180 ° cu acesta.

În fig. 2 prezintă curbele de magnetizare ale oțelului electric EZZOA și E41 pentru trei intervale de intensitate a câmpului magnetic: 0 — 2,4, 0 — 24 și 0 — 240 A / cm.

Orez. 2. Curbele de magnetizare ale oțelurilor electrice: a — oțel E330A (texturat), b — oțel E41 (fără textură)

Tabla de oțel electric are caracteristici magnetice bune - inducție de saturație ridicată, forță coercitivă scăzută și pierderi de histerezis scăzute. Datorită acestor proprietăți, este utilizat pe scară largă în inginerie electrică pentru producția de miezuri de stator și rotor ale mașinilor electrice, miezuri de transformatoare de putere, transformatoare de curent și miezuri magnetice ale diferitelor dispozitive electrice.

Oțelul electric de uz casnic diferă prin conținutul de siliciu, prin modul în care sunt realizate foile, precum și prin proprietățile magnetice și electrice.

Litera D cu denumirea oțel înseamnă „oțel elektrotekhnikanichnaya”, primul număr după litera (1, 2, 3 și 4) înseamnă gradul de aliere a oțelului cu siliciu, iar conținutul de siliciu este în următoarele limite în%: pt. oțel slab aliat (E1) de la 0,8 la 1,8, pentru oțel aliat mediu (E2) de la 1,8 la 2,8, pentru oțel înalt aliat (EZ) de la 2,8 la 3,8, pentru oțel înalt aliat (E4) de la 3,8 la 4,8.

Rezistența electrică medie pentru a deveni ρ depinde și de cantitatea de siliciu. Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare conținutul de siliciu al oțelului. Oțelurile Mirok E1 au rezistență ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, clase E2 — 0,40 Ohm NS mm2/m, clase EZ — 0,5 Ohm NS mm2/m și clase E4 — 0,6 Ohm NS mm2/m.

NSmagnetizare (W/kg). Aceste pierderi sunt mai mici, cu cât numărul este mai mare, adică cu atât gradul de aliere a oțelului cu siliciu este mai mare. Zerouri după aceste numere ОznSă presupunem că oțelul are o textură laminată la rece (0) și o textură joasă laminată la rece (00). Litera A indică pierderi specifice deosebit de mici la inversarea magnetizării oțelului.

Oțelul electric este produs sub formă de table cu o lățime de 240 până la 1000 mm, o lungime de 720 până la 2000 mm și o grosime de 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 și 1,0 mm. Oțelurile texturate sunt cele mai utilizate, deoarece au cele mai mari valori ale caracteristicilor magnetice.

Orez. 3. Oțel electric