الفولاذ الكهربائي وخصائصه

تم استخدام ألواح الصلب الكهربائية على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية ... هذا الفولاذ عبارة عن سبيكة من الحديد مع السيليكون ، محتواها 0.8 - 4.8٪. يسمى هذا الفولاذ ، الذي يتم إدخاله بكمية صغيرة من أي مواد لتحسين خصائصها ، بالمسبوكات.

يتم إدخال السيليكون في الحديد على شكل ferrosilicon (سبيكة من الحديد سيسيليدي FeSi مع الحديد) ويكون فيه في حالة مذابة. يتفاعل السيليكون مع أكثر الشوائب ضررًا (للخصائص المغناطيسية للحديد) - الأكسجين ، مما يقلل من الحديد من أكاسيدها FeO وتشكل ثاني أكسيد السيليكون SiO2 ، والذي يمر جزئيًا في الخبث.

يشجع السيليكون أيضًا على إطلاق الكربون من مركب Fe3C (سمنتيت) مع تكوين الجرافيت. بهذه الطريقة ، يزيل السيليكون مركبات الحديد (FeO و Fe3C) التي تسبب زيادة في القوة القسرية وزيادة في - فقدان التخلفية... بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود السيليكون في الحديد بنسبة 4٪ أو أكثر يزيد من المقاومة الكهربائية مقارنة بالحديد النقي ، مما يؤدي إلى فقد التيارات إيدي.

على الرغم من حقيقة أن تحريض التشبع Bs للحديد مع زيادة السيليكون فيه يزيد بشكل كبير ويصل إلى قيمة كبيرة عند 6.4٪ سيليكون (Bs = 2800 جاوس) ، إلا أنه لا يزال يتم إدخال السيليكون بنسبة لا تزيد عن 4.8٪. تؤدي زيادة محتوى السيليكون بأكثر من 4.8٪ إلى حقيقة أن الفولاذ يكتسب هشاشة متزايدة ، أي تدهور خواصه الميكانيكية.

يتم صهر الفولاذ الكهربائي في أفران خزف. يتم إنتاج الصفائح عن طريق درفلة سبيكة فولاذية في حالة باردة أو ساخنة. لذلك ، قم بالتمييز بين الفولاذ الكهربائي المدلفن على البارد والساخن.

الحديد له هيكل بلوري مكعب. وفقًا لدراسة المغنطة ، اتضح أنه يمكن أن يكون غير متساوٍ في اتجاهات مختلفة لهذا المكعب. تمتلك البلورة أكبر مغنطة على طول حافة المكعب ، وأصغرها على طول قطري الوجه ، وأصغرها على طول قطري من المكعب. لذلك ، من المستحسن أن يتم ترتيب جميع بلورات الحديد في الصفيحة أثناء التدحرج في صفوف في اتجاه حواف المكعب.

يتم تحقيق ذلك من خلال درفلة صفائح الفولاذ بشكل متكرر ، مع انخفاض قوي (يصل إلى 70٪) والتلدين اللاحق في جو من الهيدروجين. هذا يعزز تنقية الفولاذ من الأكسجين والكربون ، بالإضافة إلى تمدد البلورات وتوجيهها بحيث تتوافق حواف البلورات مع اتجاه التدحرج. يسمى هذا الفولاذ محكم ... وله خصائص مغناطيسية أعلى في اتجاه التدحرج من الفولاذ التقليدي المدلفن على الساخن.

يتم إنتاج صفائح الفولاذ المحكم بواسطة الدرفلة على البارد. النفاذية المغناطيسية تكون أعلى وتكون خسائر التباطؤ أقل من تلك الخاصة بالصفائح المدلفنة على الساخن.بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للفولاذ المدرفل على البارد ، يزيد الحث في المجالات المغناطيسية الضعيفة بقوة أكبر من الفولاذ المدلفن على الساخن ، أي يكون منحنى المغنطة في الحقول الضعيفة أعلى بكثير من منحنى الفولاذ المدلفن على الساخن.

أرز. 1. عملية تصنيع الصاج الكهربائي

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه نتيجة لاتجاه الحبيبات للفولاذ الموجه بالحبوب على طول اتجاه التدحرج ، تكون النفاذية المغناطيسية في اتجاهات أخرى أقل من تلك الخاصة بالفولاذ المدرفل على الساخن. لذلك ، مع الحث 6 = 1.0 T في اتجاه التدحرج ، فإن النفاذية المغناطيسية μm = 50000 ، وفي الاتجاه العمودي على μm المتداول - 5500. في هذا الصدد ، عند تجميع قلب المحولات على شكل W ، يتم استخدام شرائط فولاذية منفصلة ، تقطع على طول طول الدرفلة ، والتي يتم خلطها بعد ذلك بحيث يتزامن اتجاه التدفق المغناطيسي مع اتجاه دحرجة الفولاذ أو يصنع زاوية 180 درجة معه.

في التين. يوضح الشكل 2 منحنيات مغنطة الفولاذ الكهربائي EZZOA و E41 لثلاثة نطاقات لشدة المجال المغناطيسي: 0 - 2.4 ، 0 - 24 و0 - 240 أمبير / سم.

أرز. 2. منحنيات مغناطيسية للفولاذ الكهربائي: أ - فولاذ E330A (محكم) ، ب - فولاذ E41 (بدون نسيج)

تتميز صفائح الفولاذ الكهربائية بخصائص مغناطيسية جيدة - تحريض عالي التشبع ، وقوة قسرية منخفضة ، وفقدان تباطؤ منخفض. نظرًا لهذه الخصائص ، يتم استخدامه على نطاق واسع في الهندسة الكهربائية لإنتاج نوى الجزء الثابت والدوار للآلات الكهربائية ، ونوى محولات الطاقة ، والمحولات الحالية والنوى المغناطيسية للأجهزة الكهربائية المختلفة.

يختلف الفولاذ الكهربائي المنزلي في محتواه من السيليكون ، وطريقة صنع الألواح ، وكذلك في الخواص المغناطيسية والكهربائية.

الحرف D مع التعيين الصلب يعني «elektrotekhnikanichnaya steel» ، الرقم الأول بعد الحرف (1 ، 2 ، 3 و 4) يعني درجة خلائط الفولاذ بالسيليكون ، ويكون محتوى السيليكون ضمن الحدود التالية بالنسبة المئوية: لـ الفولاذ منخفض السبائك (E1) من 0.8 إلى 1.8 ، للصلب ذي السبائك المتوسطة (E2) من 1.8 إلى 2.8 ، للصلب عالي السبائك (EZ) من 2.8 إلى 3.8 ، للصلب عالي السبيكة (E4) من 3.8 إلى 4.8.

متوسط ​​المقاومة الكهربائية لتصبح ρ يعتمد أيضًا على كمية السيليكون. كلما زاد ارتفاع محتوى السيليكون في الفولاذ. يتمتع فولاذ Mirok E1 بمقاومة ρ = 0.25 أوم NS مم 2 / م ، درجات E2 - 0.40 أوم NS مم 2 / م ، درجات EZ - 0.5 أوم NS مم 2 / م و E4 درجات - 0.6 أوم NS مم 2 / م.

ن مغناطيسية (وزن / كجم). تكون هذه الخسائر أصغر ، فكلما زاد العدد ، أي كلما زادت درجة خلائط الفولاذ بالسيليكون. الأصفار بعد هذه الأرقام Оzn افترض أن الفولاذ عبارة عن نسيج ملفوف على البارد (0) وقوام منخفض مدلفن على البارد (00). يشير الحرف A إلى خسائر محددة منخفضة بشكل خاص عند عكس مغنطة الفولاذ.

يتم إنتاج الفولاذ الكهربائي على شكل صفائح بعرض يتراوح من 240 إلى 1000 مم وبطول يتراوح من 720 إلى 2000 مم وبسمك 0.1 و 0.2 و 0.35 و 0.5 و 1.0 مم. الفولاذ المحكم هو الأكثر استخدامًا ، حيث يتمتع بأعلى قيم للخصائص المغناطيسية.

أرز. 3. الفولاذ الكهربائي