Сталь электротехническая: Электротехническая сталь (трансформаторная) — свойства и применение — Портал о ломе, отходах и экологии

Содержание

Электротехническая сталь цена в Москве

Электротехническая сталь

Электротехническая сталь представляет собой специализированную металлопродукцию, предназначенную для использования в производстве электрических и электронных приборов. По сути, изделие является сплавом железа и кремния, последний компонент содержится в объеме от 0,8 до 4,8 процента. Востребованность металлоизделий объясняется отличными электромагнитными и механическими характеристиками.
Как влияет кремний на технические показатели электротехнических сталей
Кремний в процессе реакции с железом образует плотный состав с высоким удельным омическим сопротивлением, параметр которого напрямую зависит от процентного соотношения кремния к железу. При его воздействии на чистое железо, последнее теряет свои магнитные свойства, а если рассматривать техническое железо, то все происходит наоборот — легирующий элемент в виде кремния оказывает положительное действие на свойства сплава. Проницаемость электротехнической стали увеличивается и металл стабилизируется.

Такое воздействие кремния объясняется теми, что под его действием углерод, содержащийся в сплаве, переходит из состояния цементита в графит, отличающийся пониженными магнитными свойствами.

Сфера использования электротехнических сталей

Купить электротехническую сталь можно в виде листовой металлопродукции толщиной от 0,1 до 1 миллиметра, а шириной от 240 до 1000 миллиметров. При этом, длина изделий варьируется от 720 до 2000 миллиметров. Высокие эксплуатационные характеристики металлоизделия позволяют использовать сталь в электронике и электротехнике. Из данной продукции производят сердечники трансформаторов, магнитопроводы, стабилизирующие устройства, динамомашины, всевозможные электрореле и другую продукцию.

Разновидности металлопродукции

В зависимости от технологии производства металлоизделие подразделяется на холоднокатаную и горячекатаную изотропную и анизотропную. В зависимости от основной сферы применения металлопродукцию можно подразделить на три категории:

  1. Динамная (изотропная).
  2. Релейная (нелегированная изотропная).
  3. Трансформаторная (анизотропная).

Электротехническая сталь ГОСТ 21427.1-83.

Качественные показатели электротехнической стали
Качество электротехнической стали определяют по таким показателями как удельное сопротивление, коэрцитивная сила, ширина петли гистерезиса и магнитная проницаемость. Чем выше удельное омическое сопротивление, тем качество стали будет выше. Это связано с тем, что электроток при прохождении через материал с высоким сопротивлением испытывает препятствия и тем самым удерживается внутри конструкции, создавая электромагнитное поле.
Коэрцитивная сила представляет собой показатель по которому оценивают способность магнитного поля материала к размагничиванию. Например, для электрических двигателей применяют электротехническую сталь с высокой коэрцитивной силой, а в электромагнитах наоборот с низкой. Петля гистерезиса, характеристика указывающая на способность деталей к возвращению в первоначальное состояние по электромеханическому показателю.

Марки электротехнической стали подразделяются по содержанию кремния. Одними из наиболее востребованных являются такие, как ЭИ47, Э310, Э330А, Э22 и прочее.

Сталь электротехническая ГОСТ на технические условия.

Справочная информация

•ГОСТ 11036-75
Сталь сортовая электротехническая нелегированная. Технические условия
   Настоящий стандарт распространяется на электротехническую нелегированную сортовую горячекатаную кованую и калиброванную сталь, применяемую в магнитных цепях электрических аппаратов и приборов
(марки стали 10880, 20880, 10895, 20895, 11880, 21880, 11895, 21895, 10850, 11850, 20850, 21850, 10860, 20860, 21860)

В обозначении марки стали цифры означают:
первая цифра обозначает класс по структурному состоянию и виду прокатки: 1 — горячекатаная изотропная; 2 — холоднокатаная изотропная;
вторая цифра обозначает тип по содержанию кремния: 0 — сталь нелегированная, без нормирования коэффициента старения; 1 — сталь нелегированная с нормированным коэффициентом старения;
третья цифра обозначает группу по основной нормируемой характеристике: 8 — коэрцитивная сила;
четвертая и пятая цифры обозначают количественное значение основной нормируемой характеристики: для 8-й группы — значение коэрцитивной силы в целых единицах А/м
Химический состав электротехнической нелегированной стали:
* Углерод — не более 0,035%
* Марганец — не более 0,3%
* Кремний — не более 0,3%
* Фосфор — не более 0,02%
* Сера — не более 0,03%
* Медь — 0,3%
По согласованию с потебителем допускается отклонение от норм химического состава при соблюдении требований по магнитным свойствам.
Сталь электротехническая поставляется без термообработки. По требованию потребителя калиброванную сталь поставляют в термически обработанном состоянии.
•ГОСТ 3836-83
Сталь электротехническая нелегированная тонколистовая и ленты. Технические условия
   Настоящий стандарт распространяется на электротехническую нелегированную, горячекатаную и холоднокатаную тонколистовую сталь и ленты, применяемые в магнитных цепях электрических аппаратов и приборов
•ГОСТ 21427.2-83
Сталь электротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая. Технические условия
   Настоящий стандарт распространяется на тонколистовую холоднокатаную изотропную электротехническую сталь, применяемую в магнитных цепях электрических машин, аппаратов и приборов
•ГОСТ 21427.4-78
Лента стальная электротехническая холоднокатаная анизотропная. Технические условия
   Настоящий стандарт распространяется на холоднокатаную анизотропную ленту толщиной от 0,05 до 0,15 мм из электротехнической стали, предназначенную для магнитных цепей электрических аппаратов и приборов
•ГОСТ 21427.1-83
Сталь электротехническая холоднокатаная анизотропная тонколистовая. Технические условия
   Настоящий стандарт распространяется на тонколистовую холоднокатаную анизотропную электротехническую сталь, применяемую в магнитных цепях электрических машин, трансформаторов и приборов

Назначение электротехнической тонколистовой стали

1211, 1212, 1213,  22110

Для якорей и полюсов электрических машин постоянного тока,

Для роторов и статоров асинхронных двигателей промышленной частоты мощностью до 100 кВт,

Для магнитопроводов приборов.

Пластичность высокая

1311,  1312

Для роторов и статоров асинхронных двигателей мощностью от 100 до 400 кВт.

Пластичность хорошая

1411, 1412,  2411

Для роторов и статоров асинхронных двигателей мощностью 400 — 1000 кВт, маломощных силовых трансформаторов,

Для двигателей повышенной частоты.

Пластичность удовлетворительная

 

 http://ооостальмаш.рф

 

 

Электротехническая сталь — что это?

Электротехническая сталь является разновидностью черного металла, которому свойственны улучшенные электромагнитные свойства, чему в свою очередь способствует кремний. То есть, электротехническая сталь — это ничто иное, как железо+кремний. Часть второго составляет от 1 до 5 процентов.

Электротехническую сталь также называют динамной или трансформаторной.

Электротехническая сталь — это низкоуглеродная сталь с высокой магнитной проницаемостью. По содержанию кремния ее разделяют на низколегированную (0,5-1,8% СИ), среднелегированную (1,8-2,8% СИ), легированную (2,8-3,8% СИ) и высоколегированную (3,8-4,8 % Би). Кремний повышает электрическое сопротивление стали, уменьшает удельные потери энергии (на гистерезис и вихревые токи), снижает индукцию насыщения и пластичность. Магнитные свойства электротехнической стали. улучшают созданием кубической текстуры и рафинированием от сопутствующих примесей. Низко- и среднелегированная сталь условно называется динамной. Листы из динамной стали (толщиной 0,5-1,0 мм) применяют для изготовления роторов и статоров электрических машин. К легированным и высоколегированным принадлежит трансформаторная сталь. Различают горячекатаную (тонкие листы) и холоднокатаную (длинные ленты, преимущественно смотанные в рулоны) сталь. Горяче- и холоднокатаная трансформаторная сталь (толщина листа 0,35-0,50 мм) применяется в производстве сердечников силовых трансформаторов и магнитопроводов, гидрогенераторов переменного тока.

Стали и сплавы этого типа используют как материал, имеющий минимальное электросопротивление, или, наоборот, для преобразования электрической энергии в тепловую.

В качестве проводниковых материалов применяют медь, алюминий, редко — серебро. Материалы-проводники должны содержать мало примесей, поскольку легирующие примеси повышают электросопротивление.

Особую группу проводниковых материалов составляют специальные проводники. С понижением температуры происходит монотонное падение сопротивления. Однако при температурах, приближающихся к абсолютному нулю (такие температуры называют критическими), сопротивление некоторых металлов и сплавов резко уменьшается. Для таких проводников используют сплавы Nb — Те, Nb — Zn, Nb — Zn — Cu, Nb — Ge и др.

Статья была написана при поддержке нашего партнера https://ukrelectrosteel.com.ua/.

Марки электротехнической стали

Электротехническая сталь – тонколистовая магнитно-мягкая сталь, которую применяют в производстве магнитопроводов электрического оборудования: трансформаторов, генераторов, дросселей, реле, электродвигателей и др. Особенность такой стали в ее свойствах, которые позволяют снизить сопротивление, а соответственно снизить энергетические затраты на передачу электрических импульсов.

Содержание кремния в составе электротехнических сталей нефиксированное: изменяется в зависимости от предъявляемых требований к магнитным свойствам стали.

Электротехническая ориентированная сталь

Ориентированные стали применяются в энергосберегающих трансформаторов и небольших генераторов.

Благодаря зернистой структуре, которая формируется сложным производственным процессом, текстурированная электротехническая сталь обладает отличными магнитными свойствами.

Способы измерения толщины и ширины электротехнической стали регламентируют международные стандарты EN 10107 и IEC 60404-8-7.

Магнитные и механические свойства

   
Марка         		 Максимальные удельные потери, Вт/кг Типичные удельные потери,Вт/кг Поляризация, J at H=800 A/m 1
50 Гц 60 Гц 50 Гц 60 Гц 50 Гц
1.5T 1.7T 1.5T 1.7T 1.5T 1.7T 1.5T 1.7T Мин, Т Тип, Т
M110-23S 0.73 1.10 0.96 1.45 0.70 1.07 0.92 1.41 1.78 1.83
M120-23S 0.77 1.20 1.01 1.58 0.73 1.15 0.96 1.51 1.78 1.83
M110-27S 0.75 1.10 0.98 1.44 0.72 1.06 0.94 1.38 1.85 1.91
M115-27S 0.79 1.15 1.03 1.50 0.76 1.11 0.99 1.45 1.85 1.90
M120-27S 0.80 1.20 1.06 1.57 0.78 1.14 1.03 1.50 1.78 1.83
M115-30S 0.79 1.15 1.03 1.50 0.75 1.10 0.98 1.44 1.85 1.89
M120-30S 0.84 1.20 1.11 1.57 0.80 1.16 1.05 1.51 1.84 1.89
M130-30S 0.85 1.30 1.11 1.71 0.84 1.21 1.11 1.59 1.78 1.83
M140-35S 1.00 1.40 1.31 1.84 0.94 1.33 1.24 1.75 1.78 1.83

Электротехнические неориентированные стали

Неориентированные полностью обработанные стали, или электротехнические стали с неориентированным зерном, представляют собой железо-кремниевые сплавы, которые могут содержать разное количество кремния, но имеют одинаковые магнитные характеристики.

Неориентированные стали нашли основное применение в производстве двигателей, генераторов переменного тока, небольших трансформаторов и прочих электромагнитных приборах.

Неориентированная полностью обработанная сталь поставляется в готовом виде толщиной от 0,10 до 1,00 мм. Все обозначения марок, принятые на предприятии, соответствуют европейскому стандарту EN 10106 и международному стандарту IEC 60404-8-4. По этим же стандартам неориентированные полностью обработанные электротехнические стали соответствуют регламентам по толщине, допускам, отгибу краев и плоскостностью.

Стоит отметить, что неориентированные электротехнические стали поставляются на рынок со специальным изоляционным покрытием Suralac.

Магнитные и механические свойства

   
Марка                  
   
Толщина, мм		 Максимальные удельные потери при 50 Гц
Минимальная магнитная поляризация при 50 Гц
   
Плотность, кг/дм3
Ĵ=1.5T, Вт/кг 1.0T, Вт/кг Ĥ=2500, Т     5000, Т    10000 A/m, Т   
M235-35A 0.35 2.35 0.95 1.49 1.60 1.70 7.60
M250-35A 0.35 2.50 1.00 1.49 1.60 1.70 7.60
M270-35A 0.35 2.70 1.10 1.49 1.60 1.70 7.65
M300-35A 0.35 3.00 1.20 1.49 1.60 1.70 7.65
M330-35A 0.35 3.30 1.30 1.49 1.60 1.70 7.65
M400-50A 0.50 2.50 1.05 1.49 1.60 1.70 7.60
M290-50A 0.50 2.90 1.15 1.49 1.60 1.70 7.60
M310-50A 0.50 3.10 1.25 1.49 1.60 1.70 7.65
M330-50A 0.50 3.30 1.35 1.49 1.60 1.70 7.65
M350-50A 0.50 3.50 1.50 1.50 1.60 1.70 7.65
M400-50A 0.50 4.00 1.70 1.53 1.63 1.73 7.70
M470-50A 0.50 4.70 2.00 1.54 1.64 1.74 7.70
M470-50HP 0.50 4.70 2.20 1.63 1.71 1.81 7.70
M530-50A 0.50 5.30 2.30 1.56 1.65 1.75 7.70
M530-50HP 0.50 5.30 2.30 1.63 1.71 1.81 7.80
M600-50A 0.50 6.00 2.60 1.57 1.66 1.76 7.75
M700-50A 0.50 7.00 3.00 1.60 1.69 1.77 7.80
M800-50A 0.50 8.00 3.60 1.60 1.70 1.78 7.80
M310-65A 0.65 3.10 1.25 1.49 1.60 1.70 7.60
M330-65A 0.65 3.30 1.35 1.49 1.60 1.70 7.60
M350-65A 0.65 3.50 1.50 1.49 1.60 1.70 7.60
M400-65A 0.65 4.00 1.70 1.52 1.62 1.72 7.65
M470-65A 0.65 4.70 2.00 1.53 1.63 1.73 7.65
M530-65A 0.65 5.30 2.30 1.54 1.64 1.74 7.70
M600-65A 0.65 6.00 2.60 1.56 1.66 1.76 7.75
M600-65HP 0.65 6.00 2.60 1.63 1.72 1.82 7.80
M700-65A 0.65 7.00 3.00 1.57 1.67 1.76 7.75
M800-65A 0.65 8.00 3.60 1.60 1.70 1.78 7.80
M600-100A 1.00 6.00 2.60 1.53 1.63 1.72 7.60
M700-100A 1.00 7.00 3.00 1.54 1.64 1.73 7.65
M800-100A 1.00 8.00 3.60 1.56 1.66 1.75 7.70
M1000-100A 1.00 10.00 4.40 1.58 1.68 1.76 7.80

Высококачественные ультратонкие калиброванные стали Hi-Lite

Сталь Hi-Lite – ультратонкая неориентированная электротехническая сталь, которая специально разработана для энергоэффективных инженерных решений. Сталь обеспечивает максимальное снижение потери металла при намагничивании при высоких частотах. Из калиброванной стали Hi-Lite изготавливают элементы высокоскоростных ротационных двигателей, генераторов для электромобилей, маховики, фильтры, детали и узлы для оборудования аэрокосмической индустрии.

Показатели пределов текучести и высокачастотных потерь, которые приводятся в инструкциях по применению данной стали, полностью соответствуют стандартам ASTM A677 и EN 10107.

Стали Hi-Lite поставляются со специальным изоляционным покрытием Suralac.

Для самых экстремальных условий эксплуатации, существует новейшая разработка — сталь марки Hi-Lite NO10, с минимальной шириной полосы.

Магнитные и механические свойства

   
Марка                  		 Размер, мм MaxP10/400, Вт/кг MaxP10/700, Вт/кг MaxP10/2500, Вт/кг Typ P10/400, Вт/кг Typ Rp0.2, Мпа      Плотность, кг/дм3
NO10 0.10 13.0 — 135 12.1 370 7.65
NO12 0.127 13.5 — 152 11.8 370 7.65
NO15 0.15 14.0 — 171 12.1 370 7.65
NO18 0.178 14.3 — 186 12.2 370 7.65
NO20-1200  0.20 12.0 28.0 195 11.4 440 7.60
NO20 0.20 13.5 30.5 215 12.3 370 7.65
NO25-1400 0.25 14.0 34.0 — 12.9 440 7.60
NO25 0.25 17.0 40.0 — 14.8 370 7.65
NO27-1500 0.27 15.0 37.0 280 13.7 440 7.60
NO27 0.27 18.0 41.0 — 15.9 370 7.65
NO30-1600 0.30 16.0 41.0 320 15.1 440 7.60
NO30 0.30 19.0 45.0 — 17.0 370 7.65

C ООО «Союзторгсервис» Вы всегда впереди!Электротехническая сталь |

ООО «Союзторгсервис» имеет возможность отгрузки в адрес Вашего предприятия следующий металлопрокат:

  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2212 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2412 0.35 — 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2011 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2012 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2013 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2111  0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2112 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2211 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2214 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2215 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2216 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2312 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная изотропная марка 2411 — 2421 0.35 — 0,5 мм ГОСТ 21427.2-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3413 — 0.5 мм ГОСТ 21427.1-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3414 — 0.5 мм ГОСТ 21427.1-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3409, 0.27 — 0.35 мм ГОСТ 21427.1-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3408, 0.27 — 0.35 мм ГОСТ 21427.1-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3407, 0.3, 0.35 мм ГОСТ 21427.1-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3406, 0.3 мм ГОСТ 21427.1-83
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3421-3425, 0.15 мм ГОСТ 21427.4-78
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка 3431, 0.20 мм по ТУ 14-1-3441-82
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т100-27D — 0.27 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т105-27D — 0.27 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т105-27S — 0.27 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т110-27S — 0.27 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т120-27S — 0.27 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т105-30P — 0.30 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т111-30S — 0.30 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т110-30D — 0.30 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т120-30S — 0.30 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т130-30S — 0.30 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т130-35S — 0.35 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т145-35S — 0.35 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т150-50S — 0.50 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т175-50S — 0.50 мм ГОСТ 32482-2013
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т100-27D — 0.27 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т105-27D — 0.27 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т105-27S — 0.27 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т110-27S — 0.27 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т120-27S — 0.27 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т105-30P — 0.30 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т111-30S — 0.30 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т110-30D — 0.30 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т120-30S — 0.30 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т130-30S — 0.30 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т130-35S — 0.35 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т145-35S — 0.35 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т150-50S — 0.50 мм ГОСТ P 53934-2010
  • Сталь электротехническая динамная анизотропная марка Т175-50S — 0.50 мм ГОСТ P 53934-2010

А также остальные марки стали электротехнической производства ОАО «НЛМК»

Ежемесячное поступление на склад 60-120тн

Цены зависят от объема!

Организуем доставку!

Порезка в лист. Роспуск в штрипс.

С упаковкой, на поддонах в пленке!

Кремнистая электротехническая сталь

Для улучшения магнитных свойств железа широко применяют легирование технически чистого железа кремнием или кремнием и алюминием.

Кремнистая электротехническая сталь – магнитомягкий материал массового потребления. Его широко применяют для изготовления магнитных цепей, работающих при частоте 50 – 400 Гц. Преимуществом этого материала является высокая индукция насыщения и относительно невысокая стоимость.

В зависимости от содержания основного легирующего элемента – кремния – электротехнические тонколистовые стали подразделяют на пять групп (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Группы легирования и свойства кремнистой электротехнической стали в зависимости от содержания кремния

Кремний, образуя с железом твердый раствор, увеличивает его удельное электрическое сопротивление, которое линейно возрастает от 0,1 мкОм•м при нулевом содержании кремния до 0,6 мкОм•м при содержании кремния 5% (таблица 2.1). При этом плотность сталей снижается. Положительное действие кремния заключается еще и в том, что способствует переходу углерода из наиболее вредной для магнитных свойств формы – цементита в графит. Кроме того, кремний выполняет роль раскислителя, а также способствует образованию крупнозернистой структуры и уменьшает магнитную анизотропию и константу магнитоскрипции. В результате указанных изменений улучшаются магнитные свойства стали: уменьшается Нс, увеличиваются M, снижаются потери на вихревые токи и гистерезис. При содержании кремния 6,5 – 6,8% M достигает наибольшего значения, а константа магнитоскрипции приближается к нулю. Кремний также повышает стабильность магнитных свойств стали во времени.

Однако с повышением содержания кремния механические свойства стали ухудшаются – увеличиваются твердость и хрупкость. Например, при содержании кремния 4 – 5% сталь выдерживает не более 1 – 2 перегибов на угол 90о и, что очень нежелательно, снижается индукция насыщения Br. Поэтому в кремнистой электротехнической стали содержание кремния не превышает 4,8%.

Электротехническую сталь производят горячекатаной и холоднокатаной. Горячекатаная сталь изотропна, то есть ее магнитные свойства одинаковы в различных направлениях относительно направления прокатки. Она дешевле холоднокатанной и широко применяется в электромашиностроении.

Свойства стали можно значительно улучшить путем холодной прокатки и последующего отжига. В результате холодной прокатки происходит преимущественная ориентация границ зерен. Однако деформация в холодном состоянии приводит к образованию больших внутренних напряжений и, следовательно, к увеличению коэрцитивной силы. Внутренние напряжения снимают отжигом при температуре 900 – 1000оС. При отжиге происходит рекристаллизация, сопровождающаяся ростом зерен и одновременной их ориентацией с образованием кристаллической текстуры материала.

Магнитные свойства текстурированной стали или стали с так называемой ребровой текстурой (рисунок 2.3) существенно выше вдоль направления прокатки.

Рисунок 2.3 – Положение элементарных ячеек кристаллической решетки в листе с ребровой текстурой (а) и кубической текстурой (б) (стрелкой показано направление прокатки)

Текстурированную сталь применяют в магнитопроводах такой конструкции, при которой магнитный поток проходит в направлении наилучших магнитных свойств, например, в трансформаторостроении. При производстве мощных трансформаторов замена горячекатаной стали текстурированной позволяет снизить потери энергии на 30%, массу трансформатора до 10% и расход стали до 20%. Однако это условие трудно выполнимо для магнитопроводов электрических машин с круглой формой статора и ротора. В этих случаях применяют малотекстурированные стали или стали не с ребровой, а с кубической текстурой. У последних наилучшие магнитные свойства обеспечиваются при прохождении магнитного потока в трех направлениях – вдоль, поперек и перпендикулярно направлению прокатки.



Электротехническая сталь 2412

Электротехническая изотропная сталь 2412

Уралвоенкон-СН — производитель электротехнической холоднокатаной тонколистовой изотропной стали марки 2412 по ГОСТ 21427.2-83 для нужд военно-космической отрасли, в 2016 году начал реализацию своей продукции на открытый рынок России и Таможенного союза.

Уралвоенкон-СН — качество, проверенное временем!

Cold-rolled isotropic electrical-sheet steel.

Электротехническая изотропная сталь выпускается следующих марок:

  • 2011, 2012, 2013, 2111, 2112, 2211, 2212, 2213, 2214, 2215, 2216, 2312, 2411, 2412, 2413, 2414 и 2421.

Допустимые, заводские размеры листов:

 

Толщина

Длина листов при ширине

500

750

1000

0,27;    0,35;    0,50

1500

1500

2000

 

Электротехническую изотропную сталь подразделяют по представленным ниже показателям.

Вид продукции:

  • Рулон
  • Лист
  • Лента

Точность проката по толщине:

  • нормальной точности — Н
  • повышенной точности — П

Точность изготовления по ширине:

  • нормальной точности
  • повышенной точности — Ш

Неплоскостность, классы:

Серповидность (для рулонной стали и ленты):

  • нормальной точности
  • повышенной точности — С

Термическая обработка:

  • термически обработанная на магнитные свойства — ТО
  • без термической обработки на магнитные свойства

Вид покрытия:

  • без покрытия (с металлической поверхностью)
  • с нетермостойким электроизоляционным покрытием, улучшающим штампуемость — НШ
  • с термостойким электроизоляционным покрытием, улучшающим штампуемость — ТШ
  • с термостойким электроизоляционным покрытием, не ухудшающим штампуемость — Т

Коэффициент заполнения, группы:

Примеры условных обозначений 


Лист толщиной 0,50 мм, шириной 750 мм, длиной 1500 мм, нормальной точности прокатки, нормальной точности изготовления по ширине, с неплоскостностью класса 2, термически обработанный, без покрытия, с коэффициентом заполнения группы Б, из стали марки 2211:

Лист 0,50х750х1500-Н-2-ТО-Б-2211 ГОСТ 21427.2-83


Рулонная сталь толщиной 0,35 мм, шириной 1000 мм, повышенной точности прокатки, повышенной точности изготовления по ширине, повышенной точности по серповидности, с неплоскостностью класса 1, термически обработанная, с термостойким электроизоляционным покрытием, марки ТШ1, улучшающим штампуемость, с коэффициентом заполнения группы А, из стали марки 2412:

Рулон 0,35х1000-П-Ш-С-1-ТО-ТШ1-А-2412 ГОСТ 21427.2-83


Лента толщиной 0,50 мм, шириной 250 мм, повышенной точности прокатки, нормальной точности изготовления по ширине, повышенной точности по серповидности, с неплоскостностью класса 2, термически обработанная, с термостойким электроизоляционным покрытием, не ухудшающим штампуемость, марки Т1, с коэффициентом заполнения группы Б, из стали марки 2311:

Лента 0,50х250-П-С-2-ТО-Т1-Б-2311 ГОСТ 21427.2-83

Электротехническая сталь – обзор

19.3.3.1 Si Стали

Кремнистые (Si) стали представляют собой сплавы Fe и Si, используемые в электротехнике (двигатели, трансформаторы и т. д.). С низкоуглеродистыми сталями нетекстурированные ( NO ) стали и текстурированные ( GO ) Si стали относятся к электротехническим сталям . Стали NO Si применяются во вращающихся машинах; Стали GO Si используются в устройствах (напр.g., трансформаторы), где желателен EMD, параллельный направлению вращения. Стали GO Si дополнительно подразделяются на материалы с регулярным зерном ( RGO ) и с ориентированным зерном с высокой проницаемостью ( HGO ) (Boll, 1994). Стремление к разработке кремниевых сталей было мотивировано значительным увеличением удельного сопротивления железа с добавками кремния (рис. 33(а)). На рисунке 33(b) показано изменение свойств в зависимости от содержания Si в стали Fe–Si.

Рисунок 33. (а) Влияние легирующих добавок на удельное сопротивление Fe и (б) изменение магнитных свойств в зависимости от концентрации Si в кремниевых сталях.(Чтобы увидеть цветную версию этого рисунка, читатель может обратиться к онлайн-версии этой книги.)

Исследования Fe–Si датируются 1885 годом (Hopkinson, 1885). К 1934 году сплавы Fe–Si с содержанием Si от 2 до 4,5 мас.% были наиболее важным магнитомягким материалом как по объему, так и по рыночной стоимости (Chen, 1986). До 1950 года электротехнический лист для трансформаторов производился плавлением, литьем в слитки и горячей прокаткой. К 1951 году (Bozorth, 1993) трансформаторный лист Si-Fe производился методом холодной прокатки. За поликристаллическими материалами NO Fe-Si последовали материалы GO сначала с текстурой (110)/[001] (текстура Госса), а затем (100)/[001].Усилия по снижению потерь в кремниевых сталях трансформаторного класса были сосредоточены на (1) улучшении текстуры Госса в стали GO и (2) уменьшении потерь на вихревые токи за счет уменьшения толщины и обработки поверхности.

Si стали обычно оцениваются на основе потерь в сердечнике (суммарные потери мощности из-за (а) магнитного гистерезиса, (b) вихревых токов и (c) аномальных потерь). Для ограничения гистерезисных потерь требуется магнитомягкий материал. Магнитная мягкость коренится в (1) низкой магнитокристаллической анизотропии, (2) низких магнитострикционных коэффициентах и ​​(3) максимальной подвижности стенок магнитных доменов.Потери на вихревые токи ограничены, наряду с (3), наличием больших удельных электрических сопротивлений. Добавление кремния к железу оказывает благотворное влияние, которое включает (1) улучшенную магнитную мягкость и (2) увеличение удельного электрического сопротивления (Chen, 1986). Это сочетается с невыгодным (1) снижением температуры Кюри и намагниченности насыщения и (2) охрупчиванием сплавов с >2% Si. Охрупчивание увеличивается по мере приближения к интерметаллиду Fe 3 Si со структурой DO 3 (рис. 34).Термомеханическая обработка используется для разработки текстуры, которая выравнивает магнитные оси. Удаление примесей (например, C, N, S, O и B) уменьшает препятствия для движения стенок магнитных доменов из-за примесей второй фазы. Модификация поверхности листа Si-Fe уменьшает размер домена и уменьшает аномальные потери на вихревые токи.

Рис. 34. (а) Фазовая диаграмма Fe–Si. (b) Схема текстуры Госса. (c) DO 3 структура Fe 3 Si. (Чтобы получить цветную версию этого рисунка, читатель может обратиться к онлайн-версии этой книги.)

В сплавах Fe–Si уменьшение магнитного момента с концентрацией Si (от 2,2 мкБ на атом) можно предсказать на основе аргументов разбавления. T c постепенно снижается до 2 % масс. и с возрастающей скоростью для >2 % масс. Si. Первая константа кубической магнитокристаллической анизотропии, K 1 , линейно уменьшается при концентрации Si <5 мас.%. Для Fe–Si с 3,2% масс. Si при комнатной температуре [100] представляет собой EMD. Для Fe–Si с 3,5 мас.% Si λ 100  = 24 × 10 −6 и λ 111  = –2.3 × 10 −6 . Как λ 100 , так и λ 111 уменьшаются по величине с увеличением концентрации Si с переходом через нуль в λ 111 , происходящим при примерно 5% масс. Si.

Технологические разработки для стали GO Si включают продвижение поликристаллической текстуры рекристаллизации Госса (110)/[001]. Это не идеально, но практично и экономически целесообразно. Показатель качества представляет собой средний угол отклонения оси [100] от направления прокатки материалов холодного восстановления.Развитие сталей GO Si было сосредоточено на эффективных ингибиторах роста зерен первичной кристаллизации, т.е. MnS (Маккарри, 1982). Улучшенные ламинаты GO содержат ингибиторы роста зерен MnS и AlN и достигают диаметра зерна 7–9 мм и среднего угла отклонения 30 (по сравнению с 2–4 мм и 70).

GO Si сталь имеет стеклянную пленку, основным компонентом которой является форстерит (Mg 2 SiO 4 ), полученный до вторичной рекристаллизации. Это электрический изолятор, вызывающий растягивающее напряжение в сердцевине Fe-Si.Последнее уменьшает магнитострикционные потери (и шум трансформатора), уменьшает расстояние между границами доменов и способствует благоприятной ориентации доменов относительно оси ролика (ограничивая аномальные потери). Обработка стали GO Si для уменьшения вихревых токов и аномальных потерь включает (1) уменьшение толщины листа по сравнению с исходными 0,35–0,23 мм, которые теперь являются стандартом, и царапание или лазерное скрайбирование для формирования стенок магнитных доменов под углом 180 °, параллельных направлению прокатки.

SENDUST имеет композицию Fe 1- x — y Si x AL y y , с оптимальным составом, возникающим вблизи ноль-анизотропии нулевой магнитострикционной композиции с x = 0 .1 и y  = 0,05. На рисунке 35 показано, как эти составы были обнаружены путем определения контуров постоянной магнитной анизотропии (а) и магнитострикции (б) в тройной системе Fe–Si–Al. Из-за появления хрупкой структуры DO 3 в этих сплавах с высоким содержанием кремния Сендаст очень хрупок и используется в виде порошка или пыли в таких приложениях, как магнитные записывающие головки.

Рис. 35. (а) Магнитная анизотропия и (б) магнитострикция в тройке Fe–Si–Al (O’Handley, 1987).(Цветную версию этого рисунка можно найти в онлайн-версии этой книги.)

Сталь Fe-Si. трансформаторная сталь, электротехническая сталь, магнитомягкая, ингибирование, текстура Госса, микроструктура, EBSD, текстура

Мягкие ферромагнитные материалы — это материалы, которые легко намагничиваются и размагничиваются. Обычно они имеют значения собственной коэрцитивной силы ниже 1000 Ам-1. Мягкий ферромагнитные материалы в основном используются для усиления и/или направления потока, создаваемого электрическим током.Основной параметр, часто используемый в качестве показателя качества для магнитомягких сплавов . материалов , является относительной проницаемостью ( mr, где mr = B/moH), которая является мерой того, насколько легко материал реагирует на приложенное магнитное поле. Другие основные параметры интереса Коэрцитивная сила, намагниченность насыщения и электропроводность.
Типы приложений для магнитомягких материалов делятся на две основные категории: переменный и постоянный ток. В приложениях постоянного тока материал намагничивается, чтобы выполнить операцию и затем размагничивается по завершении операции, т.е.грамм. электромагнит на кране на складе металлолома будет включаться, чтобы притягивать стальной лом, а затем выключаться, чтобы сбрасывать сталь. В переменном токе приложениях материал будет непрерывно циклически изменяться от намагничивания в одном направлении до другого в течение всего периода эксплуатации, например. силовой трансформатор. Высокая проходимость будет желателен для каждого типа приложений, но значимость других свойств различается.
Для приложений постоянного тока основным критерием выбора материала, скорее всего, будет проницаемость.Это могло бы иметь место, например, в приложениях экранирования, где поток должен быть направляется через материал. Если материал используется для создания магнитного поля или для создания силы, намагниченность насыщения также может иметь значение.

Для приложений переменного тока важным фактором является то, сколько энергии теряется в системе, когда материал вращается вокруг своей петли гистерезиса. Энергия потеря  может происходить из трех основных источников:


а) потери на гистерезис, которые связаны с площадью, содержащейся в петле гистерезиса;


b) потери на вихревые токи, которые связаны с генерацией электрических токов в магнитном материале и связанными с ними резистивными потерями и
 

в) аномальные потери, связанные с движением доменных стенок внутри материала.

Потери на магнитный гистерезис  могут быть уменьшены за счет уменьшения собственной коэрцитивной силы с последующим уменьшением площади, содержащейся в петле гистерезиса. Потери на вихревые токи можно уменьшить за счет уменьшения электропроводности материала и ламинирования материала, что влияет на общую проводимость и важно из-за кожные эффекты на более высокой частоте. Наконец, аномальные потери можно уменьшить, имея полностью однородный материал, внутри которого не будет помех для движения доменов. стены.Типичными магнитомягкими материалами
являются железо-кремниевые сплавы ( электротехническая сталь ), аморфные и нанокристаллические сплавы и никель-железные сплавы.

 

Кремнистая сталь представляет собой магнитомягкий материал, который используется в силовых трансформаторах, двигателях и генераторах. Он имеет высокое содержание кремния около 3,2% по массе, что увеличивает электрическую прочность. удельное сопротивление железа и, следовательно, снижает потери на вихревые токи. Кремнистая сталь с ориентированным зерном, которая используется для невращающихся применений, т.е.е. трансформаторы, характеризуется сильным предпочтительной кристаллографической ориентации. В железе наиболее легкими направлениями намагниченности являются направления кристалла <001>. В текстурированной кремнистой стали ориентация Госса, т.е. Ориентация {110}<001> технологически реализована для минимизации магнитных потерь в электрических трансформаторах.

 

Зерноориентированная кремнистая сталь (сталь Fe-Si; трансформаторная сталь ; электротехническая сталь ) представляет собой поликристаллический поликристаллический металл , магнитомягкий сплав, который используется в качестве материала сердечника в сердечниках электрических трансформаторов и электродвигателей.

В электроэнергетике электрическое напряжение почти всегда переменное и имеет достаточно низкую частоту, а именно 50-60 Гц. На этих частотах в сердечнике трансформатора генерируются электрические вихревые токи. Легирование Fe кремнием оказывает сильное заметное влияние на удельное электрическое сопротивление материала с увеличением в 4 раза для 3 мас.% Si. Кремний также имеет эффект снижения магнитострикция (т.е. изменение длины при намагничивании) и магнитокристаллическая анизотропия. Кроме того, материал используется в виде ламинатов, как правило, 0.толщиной от 3 до 0,7 мм. Дополнение слишком много кремния делает материал чрезвычайно хрупким и трудным в производстве, что дает практическое ограничение в 4 мас.% на количество добавляемого Si. В последнее время появилась техника Разработан для производства пластин с содержанием кремния >6 мас.% путем обработки химическим осаждением из паровой фазы SiCl4 для обогащения пластин кремнием после формирования пластин. Как правило, наиболее коммерчески доступные электротехнические стали будут содержать от 3 до 4 мас.% Si.



Для применений в трансформаторах поток лежит преимущественно по длине пластин, и поэтому желательно повысить проницаемость в этом направление.Это достигается с помощью различных стадий горячей и холодной прокатки для производства текстурированных листов, известных как текстурированная кремнистая сталь , с направлением [001] по длине листа. ламинирование. Направления кристаллов типа <001> являются легкими направлениями намагничивания, и, следовательно, проницаемость выше. Поэтому для электротехнических сталей характерна ярко выраженная текстура Госса , то есть (110)<001> предпочтительная ориентация кристаллов.

 

Поскольку кристаллографические направления <001> являются направлениями с наиболее легкими направлениями намагничивания и, следовательно, с наибольшей проницаемостью, электротехнические стали, подходящие для применения в трансформаторах, характеризуется ярко выраженной текстурой Госса , т.е.е. (110)<001> предпочтительная ориентация кристалла относительно основного направления магнитной конструкции трансформатора.

Роль текстуры Госса в согласовании оптимального направления мягкой магии с направлениями трансформера. Текстура госса в сталях FeSi для электротехнических применений

Большинство магнитомягких электротехнических сталей характеризуются ярко выраженной текстурой Госса , т.е.е. (110)<001> предпочтительная ориентация кристаллов. Эта острая текстура развивается из-за прерывистый или аномальный рост зерен Госса  во время высокотемпературного отжига в конце производственного процесса. Хотя речь идет об интенсивном базовом и прикладных исследований более 50 лет, нет единого мнения о происхождении предпочтительного роста из зерен Госса . Это известно, однако важную роль играет унаследованная ориентация Госса от ранних стадий производства.Поэтому проводятся интенсивные исследования с целью лучшего понимания эволюции Ориентация Госса в кремнистых сталях с ориентированным зерном промышленной обработки на различных стадиях производства, т. е. горячей прокатки, холодной прокатки, первичного и вторичного отжига.

 

Сильная текстура Госса текстурированной кремнистой стали является результатом сложной схемы обработки, т.е.е. длинной цепи микроструктурного и текстурного наследования. Происхождение эволюции окончательная ориентация Госса находится на стадии горячей прокатки, где ориентация Госса развивается близко к поверхности листа из-за деформации сдвига. Особое значение этого Госс-содержащего подповерхностный слой был продемонстрирован опытами, в которых этот слой удалялся, что приводило к неполной вторичной рекристаллизации. В холоднокатаном материале доля Госса ориентация составляет около 1 % (учитывая разориентацию до 15°), измеренную с помощью дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD), т.е.е. компонент Госса слишком слаб, чтобы его можно было обнаружить с помощью рентгеновской дифракции как это использовалось в более ранних исследованиях. На последующем этапе первичного отжига материал рекристаллизуется, а составляющая Госса немного увеличивается. При окончательном вторичном высокотемпературном отжиге процесс, нормальный рост зерна подавляется частицами. Но некоторые из зерен Госса, которые присутствуют в рекристаллизованном материале, растут аномально, что приводит к острой текстуре Госса со средней разориентация от точной ориентации Госса примерно на 3°-7°.

 

Анализ резкости конечной текстуры Госса в текстурированных электротехнических сталях, полученных после вторичной рекристаллизации, является сложной задачей из-за очень большого размера зерна – от миллиметров до сантиметров – и узкий ориентировочный разброс, т.е. крайняя резкость ориентировочных пиков. Хотя в литературе широко утверждается, что отклонения ориентации от идеальной ориентации Госса составляют около семи градусов для обычной стали с ориентированным зерном и около трех градусов для сортов с высокой проницаемостью, не так много. точные исследования с соответствующей статистической релевантностью были опубликованы до сих пор.
В текущем исследовании для определения ориентации использовалась установка сложенных образцов в сочетании с ориентационной микроскопией большой площади на основе EBSD (EBSD: дифракция обратного рассеяния электронов). с высокой статистической значимостью. Поскольку стандартные методы анализа текстуры не работают в случае резких распределений ориентации, новый метод оценки разброса ориентации Госса предложено на основе дискретных распределений разориентации, нормированных по объему в ориентационном пространстве.При этом представлено глубокое исследование резкости текстуры Госса с учетом основных проблемы с материалами как с крупным размером зерна, так и с острой текстурой.

 

Измерение текстуры Госса в магнитомягких трансформаторных сталях FeSi в Институте Макса Планка. Измерение текстуры Госса в магнитомягких трансформаторных сталях FeSi и представление в виде полюсных фигур для NGO и CGO в Институте Макса Планка.Листы из электротехнической стали

представляют собой магнитомягкие материалы, для которых наиболее важными требованиями являются высокая проницаемость и низкие магнитные потери в сердечнике.
Таким образом, листы из электротехнической стали очень широко используются для различных применений, таких как трансформаторы, магнитный экран и магнитные сердечники электрических двигателей и генераторов. Электротехнические стали обычно делятся на две группы в зависимости от их удельной магнитной анизотропии.
Одна группа представляет собой лист электротехнической стали с ориентированным зерном, который имеет очень сильную кристаллографическую текстуру Госса и сильно анизотропен с одной или двумя магнитными легкими осями, лежащими в плоскости листа. так как легкие оси в Fe–Si проходят вдоль направлений <100>.Другая группа – это неориентированные стали. У них более рандомная текстура.
Стали FeSi с ориентированным зерном часто называют электротехническими сталями с двойной ориентацией, поскольку они имеют две перпендикулярные магнитные оси с низкими потерями в плоскости листа.

 

Роль кристаллографической текстуры в электротехнической стали. Обзор развития микроструктуры и микротекстуры в кремнистой стали с ориентированным зерном
В этом документе описывается развитие микроструктуры и микротекстуры кремнистой стали с ориентированным зерном в процессе промышленного производства.В частности, эволюция ориентации Госса
J Magnet Magn Mater 304 (2006) 183 Overv[…]
PDF-документ [288,5 KB] Измерение текстуры текстурированных электротехнических сталей после вторичной рекристаллизации
Измерение конечной резкости текстуры Госса в текстурированных электротехнических сталях является сложной задачей из-за огромного размера зерна в диапазоне от миллиметров до сантиметров.Хотя, это wid
J Magnetism Magnetic Materials 320 (2008[…]
PDF-документ [512,9 KB] Влияние топологии на аномальный рост зерен в кремнистой стали
Acta Materialia 51 (2003) 1755-1765
Влияние топологии на аномальный рост зерен в кремнистой стали
Н. Чен, С. Цефферер, Л. Лан, К. Гюнтер, Д. Раабе
Acta Materialia 51 (2003) 1755 FeSi сталь[…]
PDF-документ [283,0 КБ] Acta Materialia 51 (2003) 1755: Влияние топологии на аномальный рост зерен в кремнистой стали.

В данной работе рассматривается роль топологии зерен в аномальном росте зерен в кремнистой стали. Был исследован вопрос, аномальный ли рост зерен Госса во время вторичной рекристаллизацию можно интерпретировать в терминах 90–121 преимущества начального размера, которое эти зерна наследуют от прокатки и первичной рекристаллизации.Для этого корреляция между кристаллографической ориентацией, размером и количеством следующих Исследованы соседи крупных зерен в приповерхностном слое
первично рекристаллизованного листа кремнистой стали. Было обнаружено, что большинство крупных зерен имеют ориентацию на h-волокне (ось 001 параллельна направлению прокатки). но не особенно близки к ориентации Госса. Кроме того, не было видно тенденции зерен становиться больше, чем ближе они к ориентации Госса. Скорее было обнаружено, что разброс углового отклонения к ориентации Госса подобен в большом диапазоне размеров зерен, и это также оказалось верным, если число ближайших соседей зерна, а не его размер зерна проверяли.Однако было обнаружено одно единственное зерно, которое было близко к ориентации Госса и имело большое количество следующих соседей и, следовательно, могло действовать как ядро ​​для вторичная рекристаллизация. Тем не менее, также были обнаружены зерна с таким же большим числом соседей и большим отклонением от ориентации Госса. Таким образом, топологическая причина Эволюция текстуры Госса еще не могла быть доказана. Однако может случиться так, что крайняя редкость ядер Госса (1 из 106 зерен) не позволяла до сих пор наблюдать истинный ядро.

Сохранение ориентации Госса между микрополосами при холодной прокатке монокристалла Fe3%Si
Acta Materialia 55 (2007) 2519-2530
Сохранение ориентации Госса между микрополосами при холодной прокатке монокристалла Fe3%Si
Дороти Дорнер, Стефан Цефферер, Дирк Раабе
Acta Mater 55 (2007) 2519 Goss FeSi сталь[…]
PDF-документ [1’014.9 КБ] Дорнер и др. Acta Materialia 55 (2007) 2519: Сохранение ориентации Госса между микрополосами во время холодной прокатки монокристалла Fe3%Si Дорнер и др. Acta Materialia 55 (2007) 2519: Сохранение ориентации Госса между микрополосами во время холодной прокатки монокристалла Fe3%Si

Монокристалл FeSi с исходной ориентацией {110}<001>, также называемой ориентацией Госса, был подвергнут холодной прокатке до уменьшения толщины 89%.Большая часть объема кристалла повернута в две симметричные {111}<112> ориентации. Однако в сильно деформированном материале оставался слабый компонент Госса, даже несмотря на то, что ориентация Госса механически нестабильна. при нагружении плоской деформацией. В материале, подвергнутом обжатию на 89%, можно было различить два типа областей Госса. Оказалось, что эти два типа регионов Goss
имеют различное происхождение. Зерна госса, которые были обнаружены выровненными по полосам сдвига, образуются во время деформации. Второй тип области Госса был обнаружен между микрополосами, где начальная ориентация сохранена.

 

Госс-зерно в электротехнической стали при вторичной рекристаллизации Текстура госса из кремниевой стали (электротехническая сталь)

 

 

Измерение резкости конечной текстуры Госса в текстурированных электротехнических сталях является сложной задачей из-за огромного диапазона размеров зерна. от миллиметров до сантиметров.Хотя в литературе широко утверждается, что отклонения ориентации от идеальной ориентации Госса лежат в пределах около 7° для обычных для стали с ориентированным зерном и в диапазоне около 3° для сортов с высокой проницаемостью авторам не известны точные исследования с соответствующей статистической значимостью. В этой работе рентген дифракцию и ориентационную микроскопию большой площади на основе EBSD (EBSD: дифракция обратного рассеяния электронов) использовали для анализа текстуры и определения ориентации с целью оценки госса. ориентировочный разброс различных марок текстурированной стали.Сравниваются два производственных маршрута для текстурированных стальных листов: обычный маршрут и маршрут с низким нагревом с меньшим содержанием ингибитора. прочность. Результаты измерения текстуры показывают, что оба маршрута дают сопоставимые значения отклонений ориентации. Кроме того, можно показать, что малые различия магнитных свойства могут быть соотнесены с резкостью текстуры материала.

 

 

Выживание зерен Госса во время холодной прокатки монокристалла кремнистой стали
Materials Science Forum Vols 495-497 (2005) pp 1061-1066
Выживание зерен Госса при холодной прокатке монокристалла кремнистой стали
— — —
Монокристалл кремнистой стали с исходной ориентацией Госса, т.е.е. {110}
ориентации, подвергался холодной прокатке до 89 % обжатия по толщине. Большая часть объема кристалла вращается в двух симметричных эквивалентных ориентациях {111}. Тем не менее, слабая компонента Госса все еще присутствует после высокой деформации, хотя ориентация Госса механически нестабильна при нагружении плоской деформацией. В сильно деформированном материале обнаружены два типа объемов кристаллов, ориентированных Госсом. Мы предполагаем, что их происхождение различно. Области с ориентацией Госса, которые наблюдаются внутри полос сдвига, образуются в процессе холодной прокатки.Напротив, кристаллы с ориентацией Госса
Materials Science Forum Vols 495-497 (20[…]
PDF-документ [1,1 МБ] Acta Materialia 55 (2007) 2519: Микрополосы в ориентированном Госсом кристалле

Магнитные свойства тел могут различаться при испытании в разных направлениях. Этот эффект обусловлен анизотропным характером магнитного взаимодействия между атомными носителями магнитного поля. момент в материалах.Магнитная анизотропия не всегда наблюдается в макроскопическом масштабе в металлах, так как во многих поликристаллических сплавах элементарная магнитная анизотропия, присущая большинству отдельные кристаллы взаимно компенсируются внутри беспорядочно ориентированного поликристаллического агрегата (хаотичная текстура). С другой стороны, в монокристаллах магнитная анизотропия является наблюдаемым эффектом, таких как разница в величине магнитной восприимчивости парамагнитных кристаллов по разным направлениям. Магнитная анизотропия особенно велика в ферромагнитных монокристаллах, где она становится заметной по наличию направлений легкого намагничивания, вдоль которых выстраиваются векторы спонтанной намагниченности Jj ферромагнитных доменов.Энергия намагниченность внешнего магнитного поля, необходимая для поворота вектора J s из его положения по направлению наименьшего намагничивания в новое положение по внешнему поле является мерой магнитной анизотропии для данного направления в кристалле. При постоянной температуре энергия определяет свободную энергию магнитной анизотропии F и для данного направление. Из соображений симметрии определена зависимость F и от ориентации J s в кристалле.Например, для кубических кристаллов, таких как Монокристаллы Fe-Si

F AN, CUBC = K 1 (α 1 2 α 2 2 + α 2 2 α 2 3 + α 3 2 α 1 2 )

где a 1 , a 2 , a 3 — направляющие косинусы J s относительно осей кристалла [100], а K 4 9003 — первая константа естественной кристаллографической магнитной анизотропии.Его величина и знак определяются атомной структурой вещества, а также зависят от температуры и давления. Например, на комнатная температура K 1 имеет порядок 10 5 эрг/см 3 или 10 4 джоулей на кубический метр (Дж/м 3 ), в железе и порядка — 10 4 эрг/см 3 (—10 3 Дж/м 3 ) в никеле. С повышением температуры эти величины уменьшаются, стремясь к нулю в точке Кюри.В антиферромагнетиках, содержащих при не менее двух магнитных подрешеток (J 1 и J 2 ) имеется не менее двух констант магнитной анизотропии. Для одноосного антиферромагнитного кристалла F и можно записать в вид ( a/2) (J 1z 2 + J 2z ) + bJ 1z J 2Z (где – направление магнитной оси). значения константы а и b имеют тот же порядок, что и в ферромагнетиках.В антиферромагнетиках наблюдается значительная анизотропия магнитной восприимчивости К ; вдоль направлении легкого намагничивания К стремится к нулю при понижении температуры, но в направлении, перпендикулярном оси (ниже температуры Нееля) К не зависит от температура.

 

 



Электрическая сталь | Лазерные технологии Inc

Незернистые электротехнические стали, часто называемые электротехнической сталью, ламинированной сталью, кремнистой сталью и железным сердечником, представляют собой специальную сталь, предназначенную для получения определенных магнитных свойств, таких как низкие потери на гистерезис или высокая проницаемость.Когда сталь сердечника намагничивается, а затем размагничивается, она поглощает энергию и нагревается, что приводит к потере мощности. Электротехнические стали рассчитаны на определенные значения потерь в сердечнике, чтобы уменьшить эти потери мощности. Электротехнические стали также могут иметь высокую проницаемость, позволяющую свести к минимуму электрический ток, необходимый для создания магнетизма. Электротехническая сталь представляет собой сплав железа, обычно изготавливаемый в виде холоднокатаной полосы с добавлением в расплав определенного процента кремния, марганца или алюминия.Хотя каждый производитель электротехнической стали использует свой собственный рецепт для производства различных марок, эти марки регулируются стандартами, установленными такими органами, как Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Европейский стандарт (EN) и Американские институты железа и стали ( AISI), который часто используется в качестве эталона для номенклатуры в Соединенных Штатах. На самом деле стандарт AISI для электротехнической стали уже давно устарел и заменен более современным стандартом ASTM.

Единообразие при выборе, производстве и закупке электротехнической стали в первую очередь оценивается по потерям в сердечнике. Это связано с тем, что максимально допустимые потери в сердечнике обычно являются одним из наиболее важных соображений для сердечников электрических устройств. Хотя у каждого руководящего органа есть свой собственный стандарт идентификации для наименования различных марок стали, абсолютная переменная, указанная в этих стандартах, представляет собой максимальные потери в сердечнике при указанной плотности магнитного потока и частоте в герцах.

Доступные материалы

  • Неориентированные электротехнические стали, сертифицированные по стандартам ASTM, EN или AISI
  • Текстурированные электротехнические стали, сертифицированные по стандартам ASTM, EN или AISI
  • Сплавы кобальта в соответствии с ASTM A801, Hiperco 50, Hiperco 50A, Aperam AFK502R
    • Никелевые сплавы
  • , соответствующие ASTM A753, Carpenter 49, HyMu 80, Aperam Supra 50.ВАС Перменорм 5000В
  • Номекс, майлар, каптон, изоляция G9 и G10
  • Сталь, нержавеющая сталь, алюминий, латунь, медь


Чтобы помочь разобраться в некоторой путанице, которая может быть присуща различным номенклатурам, используемым в нашей отрасли, компания Laser Technologies создала перекрестную справочную таблицу для стандартов EN, ASTM и AISI, доступ к которой можно получить и загрузить в формате PDF. вне нашего веб-сайта:

Электротехническая сталь — Промышленность

 

Продукция ArcelorMittal из нетекстурированной электротехнической стали (NOES) признана нашими клиентами за ее качество и устойчивость, особенно в секторе производства электроэнергии.NOES будет в еще большей степени находиться в авангарде изменений «зеленой сделки», таких как переход к электрификации автомобилей, для которого ArcelorMittal демонстрирует создание ценности своих интеллектуальных решений благодаря своему специальному предложению электронной стали iCARe ® .

NOES от ArcelorMittal в большей степени отвечают самым строгим требованиям, предъявляемым нашими клиентами, благодаря маркам, выходящим за рамки требований Евронормы, например:

  • Марка М230-50А для гидрогенераторов
  • Марка М320П-50А для новых промышленных двигателей ИЭ4
  • Марка NO20 толщиной до 0,20 мм для медицинских и авиационных применений
  • iCARe ® предлагает автомобильные электротехнические стали, которые также подходят для ряда приложений для электромобилей

Помимо ассортимента продукции, ArcelorMittal предлагает широкий спектр услуг, от технической поддержки и совместного проектирования до решений в области логистики и цепочки поставок.

Ассортимент продукции ArcelorMittal включает очень широкий спектр марок стали с особыми магнитными свойствами, в том числе:

  • Полностью и полуобработанные нетекстурированные (NO) электротехнические стали
  • Полярный лист из электротехнической стали
  • Для автомобильных тяговых приложений вы можете посетить наши специальные страницы iCARe ® .

 

Нетекстурированные полностью обработанные электротехнические стали

  • Гарантированные магнитные свойства в соответствии (или превышающие стандартные требования) EN 10106:2015
  • Минимизация потерь и максимизация уровней поляризации
  • Полные кривые магнитных характеристик потерь, поляризации, магнитной проницаемости
  • Полная мощность на разных частотах доступна по запросу

 

Преимущества

  • Отличная магнитная проницаемость
  • Теплопроводность и штампуемость
  • Очень низкие потери даже на высоких частотах
  • Доступен широкий выбор покрытий

 

Приложения

  • Производство электроэнергии: гидро-, ветряные и турбогенераторы
  • Тяговые двигатели для автомобильных электрифицированных силовых агрегатов (см. веб-сайт Global Auto)
  • Тяговые или ходовые двигатели для другого электрифицированного транспорта: железнодорожного, электроавтобуса, грузовика и корабля
  • Электрическое оборудование (распределительное устройство, …)
  • Промышленные двигатели и генераторы большой мощности
  • Двигатели малой и средней мощности общего назначения
  • Бытовая техника высокого класса (высокоскоростные пылесосы и т. д.)
  • Герметичные двигатели для холодильников и морозильников


Нетекстурированные электротехнические полуфабрикаты

Полуфабрикаты по-прежнему нуждаются в дополнительном отжиге после штамповки по заказу клиента.ArcelorMittal предлагает стандартные полуфабрикаты и полуфабрикаты с высокой проницаемостью. Таким образом, общее среднее значение поляризации во всех направлениях плоскости стального листа с высокой проницаемостью намного выше, чем у стандартных продуктов.

Преимущества

  • Оптимизированная перфорируемость
  • Контролируемая шероховатость поверхности
  • Хорошее поведение материала
  • Снижение потерь и повышение проницаемости стали.

 

Полуфабрикаты с высокой проницаемостью позволяют снизить вес сердечника и повысить эффективность двигателей и трансформаторов. Достигнутая повышенная эффективность снижает эксплуатационные расходы машин и в то же время делает их более экологичными.

Приложения

  • Нелегированные полуобработанные электротехнические стали предназначены для небольших промышленных двигателей, вентиляторов и бытовых приборов, таких как двигатели стиральных машин, трансформаторы микроволновых печей и компрессоры холодильников
  • Легированные полуобработанные электротехнические стали предназначены для аналогичных версий с более высоким КПД для этих применений, поскольку они имеют меньшие потери, в то время как проницаемость остается на хорошем уровне
  • Полуфабрикаты с высокой проницаемостью марки предназначены для двигателей, генераторов, трансформаторов, преобразователей и балластов, где требуется более высокая эффективность

 

Полярный лист из электротехнической стали

Марки горячекатаного и холоднокатаного листа для столбов классифицируются в соответствии с их пределом текучести (EN 10265:1995).Помимо гарантированных механических свойств, они обладают гарантированными магнитными свойствами, но в отличие от других марок электротехнической стали их магнитные характеристики определяются в условиях постоянного тока (DC).

Преимущества

  • Позволяют холоднокатаным сортам выдерживать большие электромеханические силы
  • Позволяют горячекатаным сортам выдерживать сильные центробежные и электромеханические силы как в статических, так и в динамических условиях
  • Отличные магнитные свойства на постоянном токе обоих марок

 

Приложения

  • Большие высокоскоростные машины

 

 Мир лаков для ваших целей

 

Все наши лаки экологически безопасны, водорастворимы и не содержат хрома .

 

Каждый лак для неориентированных марок (С3, С5, С6) имеет свои специфические свойства, такие как уровень изоляции, эффект перфорируемости, защита от коррозии, термостойкость и свариваемость.

 

Материал на складе

Материалы


Пластины двигателя создаются с использованием пластин из электротехнической стали. Кремниевая сталь, также известная как электротехническая сталь, представляет собой сталь с добавлением кремния.Добавление кремния в сталь увеличивает ее электрическое сопротивление, улучшает способность магнитных полей проникать в нее и уменьшает гистерезисные потери стали. Кремнистая сталь используется во многих электрических приложениях. где важны электромагнитные поля, такие как электрические статоры/роторы и двигатели, катушки, магнитные катушки и трансформаторы.

Хотя кремний в кремнистой стали может помочь уменьшить коррозию, основной целью добавления кремния является улучшение гистерезисных потерь стали.Гистерезис представляет собой задержку между моментом, когда магнитное поле впервые генерируется или прикладывается к стали, и моментом, когда поле полностью развивается. Добавление кремния в сталь делает сталь более эффективнее и быстрее с точки зрения создания и поддержания магнитных полей. Таким образом, кремнистая сталь повышает эффективность и действенность любого устройства, использующего сталь в качестве материала магнитного сердечника.

Электротехническая сталь, также известная как: ламинированная сталь, кремнистая электротехническая сталь, кремнистая сталь, сталь с сердечником, плита с сердечником C5 или трансформаторная сталь.Ниже представлены материалы, которые есть у нас на складе:

Материал Толщина в дюймах. Спецификация В наличии Литература
24ga M19 C5 Полностью обработанная электротехническая сталь 0,0250 АСТМ А677, 64Ф200 Да  
26ga M19 C5 Полностью обработанная электротехническая сталь 0.0185 АСТМ А677, 47Ф165 Да  
29ga M15 C5 Полностью обработанная электротехническая сталь 0,0140 АСТМ А677, 36Ф145 Да  
зерно 29га М6 К5 ориентированное зерном электротехническая сталь 0,0140 АСТМ А876 Да  
Электротехническая сталь Hiperco 50 Неотожженная 0.0140 АСТМ А801 Да Нажмите здесь
Перманорм 5000 V5 (Карп 49) 0,0140 АСТМ А753 Да Нажмите здесь
Хайму 80 0,0140      
Электротехническая сталь HF-10 C5 0.0100   Да Нажмите здесь
Арнон 7 Специальный C5 0,0070   Да Нажмите здесь
Cogent NO 7 C5 0,0070   Да Нажмите здесь
Арнон 5 Специальный C5 0.0050   Да Нажмите здесь
Cogent NO 5 C5 0,0050   Да Нажмите здесь
Материал Толщина в дюймах. Спецификация В наличии Литература
Номекс 410 0.0300 Да  
Номекс 410 0,0200 Да  
Номекс 410 0,0150 Да  
Номекс 410 0.0100 Да  
Каптон 0,0050 Да  
Материал Толщина в дюймах. Спецификация В наличии Литература
EB-548 Связующее вещество для ламинирования Да Нажмите здесь
EB-5308 C5 Изоляция Да Нажмите здесь

США предупреждают, что нехватка трансформаторной стали угрожает национальной безопасности

Основные моменты

Cliffs может закрыть два убыточных сталелитейных завода AK

США станут зависимыми от иностранных источников некоторых важных материалов

Об этом сообщило Бюро промышленности и безопасности Министерства торговли США.18 сообщают, что, если AK Steel прекратит производство текстурированной электротехнической стали или GOES, ключевого материала, используемого в производстве трансформаторов, это может рассматриваться как угроза национальной безопасности ее энергосистемы.

Не зарегистрирован?

Получайте ежедневные оповещения по электронной почте, заметки подписчиков и персонализируйте свой опыт.

Зарегистрируйтесь сейчас

Американская компания AK Steel — дочерняя компания Cleveland-Cliffs, крупнейшего производителя плоского проката в Северной Америке, — может прекратить производство электротехнической стали с ориентированным зерном из-за убыточности, отмечается в отчете Бюро промышленности и безопасности.

«Угроза национальной безопасности, создаваемая импортом GOES (среди другой стальной продукции), была рассмотрена в ходе расследования по разделу 232, проведенного в 2017 году, в результате которого в 2018 году были введены 25-процентные тарифы на импорт стальной продукции из большинства стран. В результате импорт GOES в 2019 году был значительно ниже, чем в 2018 году (снижение на 56%), — говорится в отчете.

Он отметил, что, хотя AK Steel по-прежнему является лидером на внутреннем рынке, ее операции по производству электротехнической стали не приносят прибыли, отчасти из-за многолетнего давления со стороны более дешевого импорта.

В отчете говорится, что если производство AK GOES будет остановлено, США будут полностью зависеть от иностранных источников материалов, необходимых для производства трансформаторов.

«Внутренние производственные мощности недостаточны или отсутствуют для определенных марок и качеств GOES, которые пользуются все большим спросом для соответствия стандартам эффективности распределительных трансформаторов, а также общим тенденциям рынка в отношении более эффективных трансформаторов, использующих более высокие сорта GOES», — говорится в сообщении.

«В Соединенных Штатах отсутствуют достаточные мощности для производства трансформаторных сердечников и пластин, которые являются ключевыми компонентами трансформаторов. не захваченный) спрос», — говорится в сообщении.

Использование электротехнической стали и лучший ли порошковый металл

Ни один процесс не является постоянно идеальным для каждого отдельного производственного применения.Бывают случаи, когда ламинирование электротехнической стали явно является лучшим вариантом для конкретных производственных нужд, а бывают случаи, когда более эффективным может быть другой процесс.

Например, одной из областей, где порошковая металлургия прошла долгий путь , является создание мелких деталей для таких отраслей, как электродвигатели. Возможность производить изделия в форме сетки, такие как детали коробок передач и двигателей для автомобильной промышленности, а также доступность передовых материалов и процессов каждый день открывают новые возможности.

Порошковая металлургия находит все больше и больше применений в электротехнике, но как она сочетается (в буквальном смысле) с ламинированием электротехнической стали старой школы? Оказывается, некоторые виды электротехнической стали должны оставаться такими же, как , в то время как иногда порошковый металл является отличной альтернативой.

Давайте посмотрим, почему инженеры до сих пор работают с электротехнической сталью и не упускают ли они возможности в некоторых случаях:

Применение электростали: быстрая очистка

Электротехническая сталь имеет много разных названий:

  • Ламинированная сталь
  • Кремнистая электротехническая сталь
  • Кремнистая сталь
  • Релейная сталь
  • Трансформаторная сталь

Независимо от названия, это сплав железа, предназначенный для придания определенных магнитных свойств .Метод ламинированной укладки применяют для формирования пластинчатых сердечников трансформаторов, а также статора и ротора электродвигателей. Это связано с тем, что сложно производить отдельные закругленные детали с электрическим ламинированием.

Электротехническая сталь создается методом штамповки. В общем, если вы можете отштамповать деталь , то порошковый металл, вероятно, не подходит для по трем причинам, указанным ниже:

Преимущества электротехнической стали

1. Стоимость, обычно

Некоторые пластины из кремнистой стали стоят всего 50-60 центов за фунт, а процесс штамповки относительно дешев.Принимая во внимание как материалы, так и производство, электротехническая сталь может обеспечить экономию средств по сравнению с порошковой металлургией.

Вам обязательно нужно подумать, перевешивают ли преимущества производительности порошкового металла увеличение стоимости.

2. Производительность

Многие механические свойства кремнистой стали полезны по разным причинам, в том числе:

  • Низкие потери мощности за цикл (на частотах менее 500 Гц)
  • Низкие потери в сердечнике
  • Высокая проницаемость

В некоторых случаях, например, для обычных двигателей, ламинированная сталь для двигателей явно является лучшим выбором, чем магнитомягкий порошок.Основные причины? Крутящий момент и потребление энергии.

3. Знакомство

Применение электротехнической стали

было проверено десятилетиями, и большинство инженеров довольны их возможностями. Это безопасный и общепринятый подход к созданию электрических деталей.

Магнитомягкие композитные порошки (SMC) и другие порошки для электромагнитных применений являются более новыми и менее известными. Может быть очень трудно изменить мнение и перейти к другим формам и подходам.

Использование для ламинирования стали

На сегодняшний день ламинированная сталь используется тремя основными способами:

  • Двигатели (статоры и т. д.)
  • Материалы генератора
  • Компоненты трансформатора

Моторы есть везде, куда ни глянь: от современного холодильника и посудомоечной машины до маленькой вращающейся пластины в микроволновой печи. Примечательно, что порошковый металл еще не является частью разговора о трансформаторах. А вот в остальных случаях — а именно с моторами — так точно должно быть.

Недостатки штамповки

Недостатки электротехнической стали в большей степени связаны с недостатками процесса, используемого для ее изготовления, чем с самим материалом. К недостаткам металлической штамповки относятся:

  • Конструктивные ограничения: Вы в значительной степени работаете в 2D, так как нет возможности 3D-проектирования, как в порошковом металле.
  • Ограничения по толщине : Штамповка обычно ограничивается листами толщиной 0,5 дюйма или меньше.У вашего производителя также могут быть требования к минимальной толщине. Эта толщина применяется только к штамповке для структурных применений; по сравнению с пластинами из электротехнической стали толщина варьируется от 0,05 до 0,007 дюйма. Процесс SMC также может включать более мелкие частицы, которые лучше работают на гораздо более высоких частотах.
  • Ограничения формовки: Второстепенные элементы необходимо добавить позже в процессе производства. Элементы из порошкового металла могут быть выполнены в одной форме.

Где порошковый металл подходит для двигателей?

производительность Возможности порошковых металлов вышли далеко за рамки простых смесей десятилетия назад.Сегодня они представляют собой огромный неиспользованный потенциал для двигателей и других применений.

  • Улучшенные магнитные свойства
  • Повышенная прочность
  • Повышенная твердость

Не будем забывать о тестообразной формуемости порошка «с нуля». Уникальная форма порошковой металлургии идеально подходит для тех случаев, когда вам нужно проектировать с помощью сложной трехмерной геометрии .

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о преимуществах формообразования при изготовлении из порошкового металла по сравнению с ламинированием.

Возможно, вы заметили оговорку «обычно», когда мы говорили, что ламинирование является наиболее экономичным вариантом. Почему? Возможность формировать эти округлые трехмерные формы из порошкового металла позволяет уменьшить количество сборочных единиц в изделии. Если консолидация деталей достаточно велика, использование порошкового металла может оказаться более доступным, чем ламинирование.

Возьми свой пирог и съешь его тоже

Пластины существуют с момента появления двигателей, и они были великолепны.Но обязательно ли они являются лучшим решением для вашего текущего приложения? При ламинировании можно получить красивую плоскую деталь, но что, если ваша деталь не плоская или требует других деталей ? Что делать, если вам нужен материал, похожий на жидкое тесто, чтобы поиграть с ним?

Одним из интересных достижений является возможность производства комбинированного компонента , который частично представляет собой ламинирование, частично PM . При штамповке вы просто берете пластины и складываете их друг в друга, что может быть очень ограниченным с точки зрения формы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *