Elektriskt stål: produktion och tillämpning

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Tillverkningen av denna typ av stål har en ledande position bland andra magnetiska material. Elektriskt stål är en legering av järn med kisel, vars andel är från 0,5% till 5%. Den breda populariteten för produkter av denna typ kan förklaras av höga elektromagnetiska och mekaniska egenskaper. Sådant stål är tillverkat av ofta använda komponenter, där det inte råder brist. Detta förklarar dess låga kostnad.

Inverkan av kisel

Denna komponent bildar i samverkan med järn en tät lösning med hög resistivitet, vars värde beror på andelen kisel i legeringen. När det utsätts för rent järn förlorar det sina magnetiska egenskaper.

Men när det påverkar det tekniska har det tvärtom en positiv effekt. Järns permeabilitet ökar och det finns en förbättring av metallens stabilitet. Den gynnsamma effekten av kisel (Si) kan förklaras enligt följande. Under påverkan av detta element överförs kol till grafit från tillståndet av cementit, som har mindre magnetiska egenskaper. Elementet Si har en oönskad effekt påminskad induktion. Dess inverkan sträcker sig till värmeledningsförmåga och järns densitet.

Föroreningar i sammansättning

I sin sammansättning kan elstål innehålla andra komponenter: svavel, kol, mangan, fosfor och andra. Den mest skadliga av dem är kol (C). Det kan vara i form av både cementit och grafit. Detta påverkar legeringen olika, liksom andelen kol. För att undvika oönskade inneslutningar av element C, får stålet inte kylas snabbt för nästa åldring och stabilisering.

Följande komponenter har en negativ inverkan på materialets egenskaper: syre, svavel, mangan. De minskar dess magnetiska egenskaper. Tekniskt järn i sin sammansättning har nödvändigtvis föroreningar. Här måste de beaktas i aggregatet, inte på samma sätt som för rent järn.

Du kan förbättra stålets egenskaper genom att ta bort föroreningar. Men denna metod är inte alltid fördelaktig i storskalig produktion. Men med hjälp av kallvalsning bildar elplåt magnetiska egenskaper i sin struktur. Detta gör att du kan uppnå bästa resultat. Men ytterligare skjutning krävs.

Kallrullning

Kisel har länge ansetts öka stålets sprödhet. Tillverkningen skedde huvudsakligen med hjälp av varmvalsning. Lönsamheten för kallvalsning var låg.

Först efter att det upptäcktes att kallbearbetning i materialets riktning ökar de magnetiska egenskaperna har det använts flitigt. Andra riktningar visade sig endast medden värsta sidan. Kallvalsning har en gynnsam effekt på de mekaniska egenskaperna, samt förbättrar kvaliteten på plåtytan, ökar dess vågighet och gör det möjligt att stämpla.

De utmärkande egenskaper som elektriskt stål fick genom kallbearbetning kan förklaras av bildandet av en kristallografisk textur i det. Det skiljer sig i flera grader. De beror i sin tur på den temperatur vid vilken valsningen sker, samt på tjockleken på den erforderliga plåten och på graden till vilken den reduceras.

Kostnaden för en plåt med en tjocklek varmvalsat stål är 2 gånger lägre än för kallvalsat stål.

Men denna negativa kvalitet kompenseras helt av låga värmeförluster (det är mindre än cirka två gånger), hög kvalitet och möjligheten till bra stansning av kallvalsad legering. Skillnaden i dessa stål är kiselh alten. Dess belopp är från 3,3 % till 4,5 % respektive.

GOST

Tillverkare tillverkar endast två typer av stål som överensstämmer med GOST.

Första vy - 802-58 "Electrotechnical sheet". Den andra är elektrisk stål GOST 9925-61 "Kallvalsad lindad remsa av elektrisk stål".

Beteckning

Markeras med bokstaven "E", följt av en siffra vars siffror har en specifik betydelse:

• Den första siffran i märkningsvärdet betyder graden av legering av stål med kisel. Från låglegerade till höglegerade, respektive i siffror från 1 till 4. Dynamiskt - dessa är stål från grupperna E1 och E2. Transformator – E3 och E4.
• Den andra siffran i märkningen har ett område från 1 till 8. Den visar materialets elektromagnetiska egenskaper när det används under vissa driftsförhållanden. Genom denna märkning kan du ta reda på i vilka områden det eller det stålet kan användas.

Siffran noll efter den andra siffran betyder att stålet är strukturerat. Om det finns två nollor är den inte tillräckligt strukturerad.

I slutet av markeringen kan du hitta följande bokstäver:

• "A" - mycket låg specifik materialförlust.
• "P" är ett material med hög rullhållfasthet och hög ytfinish.

Driftsområde

Legeringen är indelad i tre typer beroende på användningsområde:

• lämplig för arbete i starka och medelstora magnetiska fält (ommagnetiseringsrenhet 50 Hz);
• lämplig för arbete i medelstora fält upp till 400Hz;
• stål som drivs i medelstora och låga magnetfält.

Plåtar av elektriskt stål tillverkas i följande storlekar: bredd från 240 till 1000 mm, längd kan vara från 720 mm till 2000 mm, tjocklek - i intervallet från 0,1 till 1 mm. Mest av allt används kornorienterade stål, eftersom de har ett högt värde på elektromagnetiska egenskaper. Ark av detta material används ofta inom elektroteknik.

Elektriskt stål - egenskaper

legeringsegenskaper:

• Resistivitet. Kvaliteten på materialet beror direkt på denna indikator. Stål används där det är nödvändigt att innehålla elektricitet inuti ledaren och leverera den till sin destination.
• Tvångskraft. Ansvarig för det interna magnetfältets förmåga att avmagnetisera. För vissa enheter krävs denna egenskap i varierande grad. Transformatorer och elmotorer använder delar med hög avmagnetiseringskapacitet. För stål har denna indikator ett lågt värde. Men i elektromagneter behövs tvärtom en hög tvångskraft. För att korrigera de magnetiska egenskaperna tillsätts den erforderliga procentandelen kisel till stållegeringen.

• Breden på hysteresloopen. Den här indikatorn ska vara så låg som möjligt.
• Magnetisk permeabilitet. Ju högre denna indikator, desto bättre "klarar" materialet sina uppgifter.
• Tjockleken på arket. För tillverkning av många enheter och delar används material vars tjocklek inte överstiger en millimeter. Vid behov reduceras dock denna indikator till ett värde av 0,1 mm.

Application

Förstklassiga plåtmaterial kan användas för att tillverka olika typer av magnetiska kretsar för reläer och regulatorer.

Elektriskt stål av andra kvalitet kan användas för AC- och DC-startare, rotorkärnor.

Den tredje klassen kommer att vara lämplig för tillverkning av magnetiska kretsar förkrafttransformatorer, samt startare av stora synkronmaskiner.

För att göra en ram till en elektrisk maskin måste du använda stålgjutning, där kolh alten inte är mer än 1 %. Produkter gjorda av sådant material utsätts för gradvis glödgning. Kolstål används vid tillverkning av maskindelar som svetsas.

Huvudstolpar för DC-maskiner är gjorda av dessa typer av material.

För de maskindelar som bär maximal belastning (fjädrar, rotorer, ankaraxlar) används legeringar med höga mekaniska egenskaper. Sådant material kan innehålla nickel, krom, molybden och volfram. Det är möjligt att tillverka magnetiska kretsar av elektriskt stål. De används för lågfrekvenstransformatorer - 50Hz.

Ståmagnetisk krets

Magnetiska kärnor är uppdelade i rustning och stav. Varje art har sina egna egenskaper.

Stång: för en sådan magnetisk krets är staven vertikal och har en stegvis sektion inskriven i en cirkel. Magnetkretsens lindningar är placerade på dem i en speciell cylindrisk form.

Armored

Produkter av denna design är rektangulära till formen, och deras stavar har ett tvärsnitt, de är placerade horisontellt. Denna typ av magnetisk krets används endast i komplexa enheter och strukturer. Därför används inte sådana mönster i stor utsträckning.

Så vi kom på vad stål ärelektrisk och var den används.