Stal elektryczna: produkcja i zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Produkcja tego rodzaju stali zajmuje wiodącą pozycję wśród innych materiałów magnetycznych. Stal elektryczna to stop żelaza z krzemem, którego udział wynosi od 0,5% do 5%. Szeroką popularność tego typu produktów można wytłumaczyć wysokimi właściwościami elektromagnetycznymi i mechanicznymi. Taka stal wykonana jest z szeroko stosowanych komponentów, których nie brakuje. To wyjaśnia jego niski koszt.

Wpływ krzemu

Ten składnik w interakcji z żelazem tworzy gęsty roztwór o wysokiej rezystywności, której wartość zależy od zawartości procentowej krzemu w stopie. W kontakcie z czystym żelazem traci swoje właściwości magnetyczne.

Ale gdy ma to wpływ na kwestie techniczne, wręcz przeciwnie, ma pozytywny wpływ. Zwiększa się przepuszczalność żelaza i następuje poprawa stabilności metalu. Korzystny wpływ krzemu (Si) można wyjaśnić w następujący sposób. Pod wpływem tego pierwiastka węgiel przechodzi do grafitu ze stanu cementytu, który ma mniejsze właściwości magnetyczne. Pierwiastek Si ma niepożądany wpływ naspadek indukcji. Jego wpływ rozciąga się na przewodność cieplną i gęstość żelaza.

Zanieczyszczenia w składzie

Stal elektrotechniczna może zawierać w swoim składzie inne składniki: siarkę, węgiel, mangan, fosfor i inne. Najbardziej szkodliwym z nich jest węgiel (C). Może występować zarówno w postaci cementytu, jak i grafitu. Ma to inny wpływ na stop, podobnie jak na procent węgla. Aby uniknąć niepożądanych wtrąceń pierwiastka C, stal nie może być gwałtownie schładzana do następnego starzenia i stabilizacji.

Na właściwości materiału negatywnie wpływają następujące składniki: tlen, siarka, mangan. Zmniejszają jego właściwości magnetyczne. Żelazo techniczne w swoim składzie koniecznie zawiera zanieczyszczenia. Tutaj muszą być brane pod uwagę w kruszywie, a nie w taki sam sposób jak w przypadku czystego żelaza.

Możesz poprawić właściwości stali usuwając zanieczyszczenia. Ale ta metoda nie zawsze jest korzystna w produkcji na dużą skalę. Ale za pomocą walcowania na zimno blacha elektrotechniczna tworzy w swojej strukturze właściwości magnetyczne. Pozwala to osiągnąć najlepsze rezultaty. Ale wymagane jest dalsze wypalanie.

Walcowanie na zimno

Od dawna uważano, że krzem zwiększa kruchość stali. Produkcja odbywała się głównie za pomocą walcowania na gorąco. Rentowność walcowania na zimno była niska.

Dopiero po odkryciu, że obróbka na zimno wzdłuż kierunku materiału zwiększa właściwości magnetyczne, znalazła szerokie zastosowanie. Inne kierunki pokazały się tylko znajgorsza strona. Walcowanie na zimno korzystnie wpływa na właściwości mechaniczne, a także poprawia jakość powierzchni blachy, zwiększając jej falistość i umożliwiając tłoczenie.

Wyróżniające się właściwości stali elektrotechnicznej uzyskane dzięki obróbce na zimno można wytłumaczyć tworzeniem się w niej tekstury krystalograficznej. Różni się w kilku stopniach. Te z kolei zależą od temperatury, w której odbywa się walcowanie, a także od wymaganej grubości blachy i stopnia jej redukcji.

Koszt jednej grubości blachy walcowanej na gorąco jest 2 razy niższy niż w przypadku blachy walcowanej na zimno.

Ale ta negatywna jakość jest w pełni kompensowana przez niskie straty ciepła (są mniej niż około dwa razy), wysoką jakość i możliwość dobrego tłoczenia stopu walcowanego na zimno. Różnica w tych stalach polega na zawartości krzemu. Jego wysokość wynosi odpowiednio od 3,3% do 4,5%.

GOST

Producenci produkują tylko dwa rodzaje stali, które są zgodne z GOST.

Pierwszy widok - 802-58 "Arkusz elektrotechniczny". Drugi to stal elektrotechniczna GOST 9925-61 "Taśma zwijana walcowana na zimno ze stali elektrotechnicznej".

Oznaczenie

Oznaczone literą „E”, po której następuje liczba, której cyfry mają określone znaczenie:

• Pierwsza cyfra wartości oznaczania oznacza stopień stopienia stali z krzemem. Od niskostopowych do wysokostopowych odpowiednio w liczbach od 1 do 4. Dynamiczne - są to stale z grup E1 i E2. Transformator - E3 i E4.
• Druga cyfra oznaczenia ma zakres od 1 do 8. Pokazuje właściwości elektromagnetyczne materiału w określonych warunkach pracy. Dzięki temu oznaczeniu możesz dowiedzieć się, w jakich obszarach można użyć tej lub innej stali.

Cyfra zero następująca po drugiej cyfrze oznacza, że stal jest teksturowana. Jeśli są dwa zera, to nie jest wystarczająco teksturowane.

Na końcu oznaczenia znajdują się następujące litery:

• "A" - bardzo niska właściwa strata materiału.
• „P” to materiał o dużej wytrzymałości na toczenie i wysokim wykończeniu powierzchni.

Obszar operacyjny

Stop jest podzielony na trzy typy w zależności od dziedziny zastosowania:

• nadaje się do pracy w silnych i średnich polach magnetycznych (czystość przemagnesowania 50 Hz);
• nadaje się do pracy na średnich polach do 400Hz;
• stal, która pracuje w średnich i niskich polach magnetycznych.

Blachy ze stali elektrotechnicznej produkowane są w następujących rozmiarach: szerokość od 240 do 1000 mm, długość od 720 mm do 2000 mm, grubość - w zakresie od 0,1 do 1 mm. Przede wszystkim stosuje się stale zorientowane ziarnem, ponieważ mają one wysoką wartość właściwości elektromagnetycznych. Arkusze tego materiału są często wykorzystywane w elektrotechnice.

Właściwości stali elektrycznej

Właściwości stopu:

• Rezystywność. Jakość materiału zależy bezpośrednio od tego wskaźnika. Stal jest używana tam, gdzie konieczne jest zatrzymanie energii elektrycznej wewnątrz przewodnika i dostarczenie jej do miejsca przeznaczenia.
• Siła przymusu. Odpowiada za zdolność wewnętrznego pola magnetycznego do rozmagnesowania. W przypadku niektórych urządzeń ta właściwość jest wymagana w różnym stopniu. Transformatory i silniki elektryczne wykorzystują części o wysokiej zdolności rozmagnesowania. W przypadku stali ten wskaźnik ma niską wartość. Natomiast w elektromagnesach potrzebna jest duża siła koercji. Aby skorygować właściwości magnetyczne, do stopu stali dodaje się wymagany procent krzemu.

• Szerokość pętli histerezy. Ten wskaźnik powinien być jak najniższy.
• Przepuszczalność magnetyczna. Im wyższy ten wskaźnik, tym lepiej materiał „robi” ze swoimi zadaniami.
• Grubość arkusza. Do produkcji wielu urządzeń i części stosuje się materiały, których grubość nie przekracza jednego milimetra. Jednak w razie potrzeby wskaźnik ten jest redukowany do wartości 0,1 mm.

Aplikacja

Pierwsze arkusze materiałów mogą być użyte do wykonania różnych typów obwodów magnetycznych dla przekaźników i regulatorów.

Stal elektrotechniczna drugiego gatunku może być używana do rozruszników AC i DC, rdzeni wirników.

Trzecia klasa będzie odpowiednia do produkcji obwodów magnetycznych dlatransformatory mocy, a także rozruszniki dużych maszyn synchronicznych.

Do wykonania ramy do maszyny elektrycznej należy użyć odlewu stalowego, w którym zawartość węgla nie przekracza 1%. Wyroby z takiego materiału poddawane są stopniowemu wyżarzaniu. Stal węglowa jest używana do produkcji części maszyn, które są spawane.

Główne słupy do maszyn prądu stałego są wykonane z tego rodzaju materiałów.

W przypadku tych części maszyn, które przenoszą maksymalne obciążenie (sprężyny, wirniki, wały tworników), stosuje się stopy o wysokich właściwościach mechanicznych. Taki materiał może zawierać nikiel, chrom, molibden i wolfram. Istnieje możliwość wykonania obwodów magnetycznych ze stali elektrotechnicznej. Stosowane są do transformatorów niskiej częstotliwości - 50Hz.

Obwód magnetyczny stojaka

Rdzenie magnetyczne są podzielone na zbroję i pręt. Każdy gatunek ma swoje własne cechy.

Pręt: dla takiego obwodu magnetycznego, pręt jest pionowy i ma schodkowy odcinek wpisany w okrąg. Uzwojenia obwodu magnetycznego znajdują się na nich w specjalnym cylindrycznym kształcie.

Pancerny

Produkty tego wzoru mają kształt prostokąta, a ich pręty mają przekrój, są umieszczone poziomo. Ten typ obwodu magnetycznego jest stosowany tylko w skomplikowanych urządzeniach i konstrukcjach. Dlatego takie projekty nie są powszechnie stosowane.

Więc odkryliśmy, czym jest stalelektryczne i gdzie jest używany.