Elektrisk stål: produktion og anvendelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Produktionen af denne type stål indtager en førende position blandt andre magnetiske materialer. Elektrisk stål er en legering af jern med silicium, hvis andel er fra 0,5% til 5%. Den brede popularitet af produkter af denne type kan forklares med høje elektromagnetiske og mekaniske egenskaber. Sådant stål er lavet af meget brugte komponenter, hvor der ikke er mangel. Dette forklarer den lave pris.

Inflydelse af silicium

Denne komponent danner i samspil med jern en tæt opløsning med høj resistivitet, hvis værdi afhænger af procentdelen af silicium i legeringen. Når det udsættes for rent jern, mister det sine magnetiske egenskaber.

Men når det påvirker det tekniske, har det tværtimod en positiv effekt. Permeabiliteten af jern øges, og der er en forbedring af metallets stabilitet. Den gunstige virkning af silicium (Si) kan forklares som følger. Under påvirkning af dette element overføres kulstof til grafit fra tilstanden af cementit, som har mindre magnetiske egenskaber. Grundstoffet Si har en uønsket virkning påfald i induktion. Dens indflydelse strækker sig til termisk ledningsevne og til tætheden af jern.

Urenheder i sammensætning

I sin sammensætning kan elektrisk stål indeholde andre komponenter: svovl, kulstof, mangan, fosfor og andre. Den mest skadelige af dem er kulstof (C). Det kan være i form af både cementit og grafit. Dette påvirker legeringen forskelligt, ligesom procentdelen af kulstof. For at undgå uønskede indeslutninger af element C, må stålet ikke afkøles hurtigt til næste ældning og stabilisering.

Følgende komponenter har en negativ indvirkning på materialets egenskaber: ilt, svovl, mangan. De reducerer dets magnetiske egenskaber. Teknisk jern i dets sammensætning har nødvendigvis urenheder. Her skal de tages i betragtning i tilslaget, ikke på samme måde som for rent jern.

Du kan forbedre stålets egenskaber ved at fjerne urenheder. Men denne metode er ikke altid gavnlig i storstilet produktion. Men ved hjælp af koldvalsning danner elektrisk stålplade magnetiske egenskaber i sin struktur. Dette giver dig mulighed for at opnå de bedste resultater. Men yderligere affyring er påkrævet.

Koldrullende

Silicon har længe været anset for at øge stålets skørhed. Produktionen foregik hovedsageligt ved hjælp af varmvalsning. Rentabiliteten af koldvalsning var lav.

Først efter at det blev opdaget, at koldbearbejdning i materialets retning øger de magnetiske egenskaber, er det blevet meget brugt. Andre retninger viste sig kun medden værste side. Koldvalsning har en gavnlig effekt på de mekaniske egenskaber, samt forbedrer kvaliteten af pladens overflade, øger dens bølgeform og gør det muligt at stemple.

De karakteristiske egenskaber, som elektrisk stål modtog ved brug af koldbearbejdning, kan forklares ved dannelsen af en krystallografisk tekstur i det. Det adskiller sig i flere grader. De afhænger til gengæld af den temperatur, ved hvilken valsningen finder sted, samt af tykkelsen af den påkrævede plade og af graden, hvormed den er reduceret.

Omkostningerne for en plade med én tykkelse varmvalset stål er 2 gange lavere end for koldvalset stål.

Men denne negative kvalitet kompenseres fuldt ud af lave varmetab (der er mindre end ca. to gange), høj kvalitet og muligheden for god stempling af koldvalset legering. Forskellen på disse stål er siliciumindholdet. Dens beløb er fra henholdsvis 3,3 % til 4,5 %.

GOST

Producenter producerer kun to typer stål, der overholder GOST.

Første visning - 802-58 "Electrotechnical sheet". Den anden er elektrisk stål GOST 9925-61 "Koldvalset oprullet bånd lavet af elektrisk stål".

Betegnelse

Mærket med bogstavet "E", efterfulgt af et tal, hvis cifre har en bestemt betydning:

• Det første ciffer i mærkningsværdien betyder graden af legering af stål med silicium. Fra henholdsvis lavlegeret til højlegeret i tal fra 1 til 4. Dynamisk - disse er stål fra grupperne E1 og E2. Transformer - E3 og E4.
• Det andet ciffer i markeringen har et område fra 1 til 8. Det viser materialets elektromagnetiske egenskaber, når det bruges under visse driftsforhold. Ved denne markering kan du finde ud af, i hvilke områder dette eller hint stål kan bruges.

Tallet nul efter det andet tal betyder, at stålet er struktureret. Hvis der er to nuller, er den ikke struktureret nok.

I slutningen af markeringen kan du finde følgende bogstaver:

• "A" - meget lavt specifikt materialetab.
• "P" er et materiale med høj rullestyrke og høj overfladefinish.

Driftsområde

Legeringen er opdelt i tre typer alt efter anvendelsesområde:

• egnet til arbejde i stærke og mellemstore magnetiske felter (genmagnetiseringsrenhed 50 Hz);
• egnet til arbejde i mellemstore felter op til 400Hz;
• stål, der drives i mellem- og lavmagnetiske felter.

Plader af elektrisk stål fremstilles i følgende størrelser: bredde fra 240 til 1000 mm, længde kan være fra 720 mm til 2000 mm, tykkelse - i området fra 0,1 til 1 mm. Mest af alt bruges kornorienterede stål, da de har en høj værdi af elektromagnetiske egenskaber. Ark af dette materiale bruges ofte i elektroteknik.

Elektrisk stål - egenskaber

legeringsegenskaber:

• Resistivitet. Kvaliteten af materialet afhænger direkte af denne indikator. Stål bruges, hvor det er nødvendigt at indeholde elektricitet inde i lederen og levere den til sin destination.
• Tvangskraft. Ansvarlig for det indre magnetfelts evne til at afmagnetisere. For visse enheder er denne egenskab påkrævet i varierende grad. Transformatorer og elektriske motorer bruger dele med høj afmagnetiseringskapacitet. For stål har denne indikator en lav værdi. Men i elektromagneter er der tværtimod brug for en høj tvangskraft. For at korrigere de magnetiske egenskaber tilsættes den nødvendige procentdel silicium til stållegeringen.

• Bredden af hysteresesløjfen. Denne indikator skal være så lav som muligt.
• Magnetisk permeabilitet. Jo højere denne indikator er, jo bedre "klarer" materialet sine opgaver.
• Tykkelsen af arket. Til fremstilling af mange enheder og dele bruges materialer, hvis tykkelse ikke overstiger en millimeter. Men om nødvendigt reduceres denne indikator til en værdi på 0,1 mm.

Application

Førsteklasses pladematerialer kan bruges til at lave forskellige typer magnetiske kredsløb til relæer og regulatorer.

Elektrisk stål af anden kvalitet kan bruges til AC- og DC-startere, rotorkerner.

Den tredje klasse vil være egnet til fremstilling af magnetiske kredsløb tilkrafttransformatorer, samt startere til store synkronmaskiner.

For at lave en ramme til en elektrisk maskine skal du bruge stålstøbning, hvor kulstofindholdet ikke er mere end 1%. Produkter fremstillet af sådant materiale udsættes for gradvis udglødning. Kulstofstål bruges til fremstilling af maskindele, der er svejset.

Hovedstænger til DC-maskiner er lavet af disse typer materialer.

Til de maskindele, der bærer den maksimale belastning (fjedre, rotorer, ankeraksler), anvendes legeringer med høje mekaniske egenskaber. Sådant materiale kan indeholde nikkel, krom, molybdæn og wolfram. Det er muligt at fremstille magnetiske kredsløb af elektrisk stål. De bruges til lavfrekvente transformere - 50Hz.

Ståmagnetisk kredsløb

Magnetiske kerner er opdelt i rustning og stang. Hver art har sine egne karakteristika.

Stang: for et sådant magnetisk kredsløb er stangen lodret og har en trinvis sektion indskrevet i en cirkel. Det magnetiske kredsløbs viklinger er placeret på dem i en speciel cylindrisk form.

pansrede

Produkter med dette design er rektangulære i form, og deres stænger har et tværsnit, de er placeret vandret. Denne type magnetiske kredsløb bruges kun i komplekse enheder og strukturer. Derfor er sådanne designs ikke udbredt.

Så vi fandt ud af, hvad stål erelektrisk og hvor det bruges.