Hidegen hengerelt elektromos acél. Elektromos acél vagy transzformátorvas: minőségek, leírás

Az elektromos acélok gyártására szolgálnak transzformátormagok, fojtótekercsek, dinamók állórészei és forgórészei, elektromágneses eszközök és eszközök különböző részei. Ezek a termékek változókban működnek mágneses mezők, tehát örvényáramok indukálódnak bennük. Ezen túlmenően a mágnesezés gyors megfordításának vannak kitéve. Az örvényáramok gerjesztésére és a mágnesezés megfordítására vonatkozó teljesítményveszteség csökkenti a hatékonyságot. gépeket, ezért minimálisra kell csökkenteni. Az elektromos acél tulajdonságaival szemben támasztott egyik fő követelmény az e veszteségek összegének minimális értéke az elektromos acél egységnyi tömegére vonatkoztatva. Ezeket a veszteségeket W/kg-ban mérik, és fajlagos vagy watt veszteségnek nevezik.

A watt veszteség értékét mind az elektromos acél minősége, mind a termékek tervezése és gyártási technológiája határozza meg. Például a transzformátorok magjaiban az örvényáramok erősségét és ennek következtében a teljesítményveszteségeket az anyag elektromos ellenállása és a terület határozza meg. keresztmetszet lapok, amelyekből a mag össze van szerelve, és minél nagyobb az elektromos ellenállás és minél kisebb a lapok vastagsága, annál kisebb a wattveszteség. A mágnesezési megfordítási veszteségeket a hiszterézis hurok szélessége határozza meg: minél keskenyebb a hiszterézis hurok és minél kisebb a koercitív erő, annál kisebb a fajlagos teljesítményveszteség, amely a mágnesezettség megfordításából ered. A hiszterézis hurok szélessége és a kényszerítő erő az elektromos acél összetételétől függ.

Az elektromos acélokra számos egyéb követelmény is vonatkozik, amelyek a termékek élettartamának jellemzőiből adódnak. Ha például a transzformátorok mágneses magjainak gyártásához szükséges acélnak rendelkeznie kell magas elektromos tulajdonságok egy irányban, ami azt jelenti, hogy ennél a fémnél a mágneses tulajdonságok nagy anizotrópiája megengedett, majd dinamók és egyéb elágazó mágneses fluxusú eszközök magjainak gyártásához szükséges, hogy a tulajdonságok anizotrópiája minimális legyen.

Az egyik fontos tulajdonságait az elektromos acélok bennük rejlik hajlamos az öregedésre, ami a tulajdonságok érezhető változásához vezet és rontja a készülékek működését.

A legtöbb transzformátoracélból készült termék lemezbélyegzéssel készül. Ezért minden transzformátoracélra magas követelmények vonatkoznak plaszticitás a hengerlés és sajtolás során.

Az elektromos acélok szükséges tulajdonságainak komplexuma attól függ kémiai összetétel fém és a lemez egyes fizikai és krisztallográfiai paraméterei, komplex mechanikai és hőkezelésújraelosztáskor egy ingot egy lapba.

Az elektromos lemezeket meleg- és hideghengerléssel állítják elő. Jelenleg csak 30 fokozatú melegen hengerelt és 39 fokozatú hidegen hengerelt transzformátoracél készül. Az elektromos fémek hideghengerlése előnyösebb, mivel lehetővé teszi, hogy texturált lapot kapjunk (a textúra a kristályok domináns orientációja egy polikristályos aggregátumban, jelen esetben egy lapban). Egy ilyen lapban a wattveszteség és a kényszerítő erő kisebb, mint egy texturálatlan lapban.

A kiváló elektromágneses tulajdonságokat, az alacsony watt veszteséget és a nagy mágneses indukciót a tökéletes bordázott (110) vagy köbös (100) textúra biztosítja. A bordás lemezeknél a hengerlési irány mentén a wattveszteség kétszer kisebb, mint a melegen hengerelt lemezeknél. De az él textúráját az elektromágneses tulajdonságok kifejezett anizotrópiája jellemzi: keresztirányban a fajlagos veszteség közel 4-szerese, a kényszerítő erő 3-szor nagyobb, mint a gördülési irányban.

A köbös szerkezetű acélt még magasabb elektromos tulajdonságok jellemzik mind hosszirányban, mind különösen keresztirányban a hengerléshez képest. Ezért jelenleg a textúrájú hidegen hengerelt elektromos lemezek gyártása bővül, és a köbös textúrájú lemezek gyártása is elsajátítás alatt áll, a melegen hengerelt lemez gyártása pedig fokozatosan csökken, és a jövőben is. teljesen leállt a következő években.

A transzformátoracél tökéletes bordaszerkezete kettős hideghengerléssel, közbenső és végső izzítással jön létre.. A másodlagos átkristályosítási folyamatban történő kialakulásához diszpergált zárványok jelenléte szükséges. Szerepük abban nyilvánul meg, hogy a másodlagos átkristályosítás során megakadályozzák az eredeti szerkezetű szemcsék normális növekedését, aminek következtében az elsődleges átkristályosítás során kialakult orientációjú egyedi szemcsék részesülnek előnyben a növekedésben.

A transzformátoracél magas tulajdonságainak eléréséhez a tökéletes bordaszerkezet elérése után el kell távolítani a zárványokat képező szennyeződéseket. Ez a hőkezelés utolsó szakaszában történik a zárványok feloldásával, a szennyeződések felületre történő diffundálásával és a gázfázisba való eltávolításával.

Kétféle zárvány járul hozzá a bordás textúrához: mangán-szulfidok és alumínium- vagy szilícium-nitridek. Ennek megfelelően a transzformátoracél gyártási technológiájának két lehetőségét használják - kén és nitrogén.. A kénes változat alkalmazásakor a fémnek körülbelül 0,1% Mn-t és körülbelül 0,02% S-t kell tartalmaznia. Még a Szovjetunióban is elterjedt az elektromos acél ívkemencékben történő előállítására szolgáló technológia nitrogénváltozata.

A lap elektromos tulajdonságait nagymértékben meghatározza szemcseméretek, növekedéssel, amelyben a fajlagos veszteségek csökkennek. Ezt a szemcsehatárok torz kristályrácsával magyarázzák, amelyek ezért akadályozzák a mágneses tér áthaladását. A szemcseméret növelése csökkenti a határvonalak hosszát, és ezáltal javítja a lap tulajdonságait.

Mivel a transzformátoracél tulajdonságait nemcsak a fém kémiai összetétele határozza meg, hanem a lemez fizikai és krisztallográfiai paraméterei is, amelyek viszont a fém összetételétől és a lemezgyártás módjától függenek, a szabványos jelölés Az elektromos acéllemez célját, kémiai összetételét, a lemezgyártás technológiáját és mágneses tulajdonságait tükrözi. Például az E43A, E3200, E330A jelöléseknél a számok és betűk megfejtése a következőképpen történik:

• E - elektromos acél;
• az első szám a szilíciumtartalom, %;
• második számjegy - az acél garantált mágneses tulajdonságai (1 - normál, 2 - csökkentett, 3 - alacsony watt veszteséggel);
• 00 - hidegen hengerelt alacsony szerkezetű acél,
• 0 - hidegen hengerelt texturált;
• A - kiváló minőségű acél, különösen alacsony veszteséggel.

A szilícium az egyetlen olyan elem, amelyet a transzformátoracélba a vas elektromos tulajdonságainak javítása érdekében visznek be, ezért tartalma a jelölésben is megjelenik. A szilícium jelenléte növeli az acél mágneses permeabilitását és elektromos ellenállását, csökkenti a kényszerítő erőt, ezáltal csökkenti a veszteségeket mind a mágnesezettség megfordításánál, mind az örvényáramoknál. Minden más elem, a foszfor kivételével, hátrányosan befolyásolja a vas elektromos tulajdonságait. Ezért az elektromos acélok olvasztásának és feldolgozásának technológiája úgy épül fel, hogy a jelentős mennyiségű szilíciumot tartalmazó kész lemez a lehető legkevesebb egyéb szennyeződést tartalmazzon.

Ebben a tekintetben olyan termékek gyártásához, amelyeknek magas mágneses telítéssel kell rendelkezniük, csökkentett mennyiségű szilíciumot tartalmazó transzformátoracélokat használnak. Ezért az úgynevezett dinamós acélokban a szilíciumtartalom 2-3%. A transzformátoracélokban, amelyeknek minimális veszteséggel kell rendelkezniük a mágnesezettség megfordítása során, a szilíciumtartalom 3-4,5%.

A szilícium mellett A foszfor adalékok hozzájárulnak a szemcseméret növekedéséhez és az acél elektromos tulajdonságainak javításához. Mivel azonban a foszfor egyidejűleg növeli az acél ridegségét, ezért csak kis mennyiségben (akár 0,2%-ban) alkalmazható rugalmasabb dinamikus acélok ötvözésére.

A magas szilíciumtartalom számos speciális kohászati ​​hibát okoz ezekben az acélokban. Az elektromos acélok leggyakoribb hibái a gázbuborékok és a tömbök növekedése.. Megállapították a bugák károsodási fokának a hidrogéntartalomtól való függését: a bugák sűrűek, mély zsugorodásúak, hidrogéntartalmuk kevesebb, mint 4 ml/100 g fém, és 8 ml hidrogéntartalommal 100 g fémre vonatkoztatva. fém, minden tuskó nem zsugorodik. Ezek a koncentrációk nem haladják meg az ötvözött szerkezeti, golyóscsapágyas és rozsdamentes acéloknál megszokott szintet, de a hiba csak az elektromos acélokon jelentkezik.

Ezt a csökkenés magyarázza szilícium jelenlétében a hidrogén oldhatósága, ami a kristályosodás során erős szegregációt és buborékok képződését okozza. Ezért az elektromos acélok olvasztásakor különös figyelmet kell fordítani azokra az intézkedésekre a hidrogéntartalom csökkentése, a nitrogén jelenléte a fémben némileg hatással van a tuskó növekedésére is. Emiatt a fémtartalma nem haladhatja meg a 0,006-0,010%-ot. A hőmérséklet erősen befolyásolja a fém buborékok általi károsodását: minél magasabb, annál több gáz oldódik fel a fémben, ráadásul a kristályosodás is lassul, ami fokozott szegregációt és a buborékok által okozott tömbkárosodást okoz. Ezért a fém hőmérséklete az öntés során nem haladhatja meg az 1590 ° C-ot.

Az elektromos acélok egyéb hibái a következők a kéreg megfordítása az öntés során, ami a fogság kialakulását és a fémfelület minőségének csökkenését okozza, valamint belső repedések kialakulását a tuskókban - "madárházak" nagy hűtési sebességgel, 120 °C alatti hőmérsékleten keletkezik.

A hidegen hengerelt transzformátoracél gyártásának jellemzői

Transzformátor (elektrotechnikai) acéllemez transzformátorok, elektromos gépek és készülékek gyártására megy. Ez az acél alacsony újramágnesezési veszteséggel, nagy mágneses indukcióval és alacsony kényszerítő erővel rendelkezik. Az elektromos melegen hengerelt és hidegen hengerelt acéllemez vastagsága 1,0-0,1 mm. A legjobb transzformátoracél a hidegen hengerelt.

A hidegen hengerelt transzformátoracél maximális szilíciumtartalma általában nem haladja meg a 3,5%-ot, mivel nagyobb koncentrációnál jelentősen csökken a hajlékonyság és nő az acél merevsége. Az acélt főleg 0,5, 0,35 és 0,2 mm vastagságú tekercsben hengerelik. A hidegen hengerelt transzformátoracélt 720-2000 hosszúságú lapokban és 240-1000 mm széles tekercsekben szállítjuk.

Minél vékonyabb a lemezvastagság, annál kisebb az újramágnesezési veszteség és annál nagyobb szolgáltatási minőségek transzformátorok és eszközök. A hidegen hengerelt transzformátoracél fajlagos veszteségének legjobb mutatója 0,5-0,6 W/kg, ha 50 Hz-es frekvencián újramágnesezzük, és a maximális indukciós érték 10 000 gauss.

A transzformátoracél mágneses tulajdonságait elsősorban a szilícium tartalom befolyásolja, ami növeli az elektromos ellenállást és melegítéskor elősegíti a nagy szemcsék növekedését, ami növeli az acél mágneses permeabilitását. A nagy szemcsék kialakulását az acélban található egyéb szennyeződések – szén, kén, foszfor, hidrogén, nitrogén – szigorú korlátozása is elősegíti.

A hidegen hengerelt transzformátoracél texturált, hengerlési irányban magas mágneses tulajdonságokkal rendelkezik (a melegen hengerelt acélnak nincs textúrája). A transzformátor két legjellegzetesebb textúrája

Az acélhengerlés iránya bordás és köbös. Bordás textúra esetén a köbös rács (CL) átlós síkja egybeesik a gördülési síkkal, az α-vas (100) rácsokban a könnyű mágnesezés iránya pedig a gördülési iránnyal. A kemény mágnesezési irány (111) 55°-os szöget zár be a gördülési iránnyal.

A transzformátorok gyártásánál figyelembe veszik az adott textúrájú mágneses tulajdonságok anizotrópiáját, hogy a mágneses fluxus és a hengerlés iránya (kis veszteségek és nagy mágneses permeabilitás iránya) egybeessen.

Köbös textúránál a (100) sík egybeesik a gördülési síkkal, és a kocka élei (könnyű mágnesezési irányok) a gördülési irányban és azon keresztben helyezkednek el. Így a köbös szerkezetű acélok mágneses tulajdonságai megegyeznek a hengerlés irányában és azon keresztben; ezeket az acélokat célszerű transzformátorok és készülékek magjaként használni, amelyek irányába mágneses fluxus időben változik. A transzformátoracél hideghengerlésének kiindulási anyaga körülbelül 2,5 mm vastagságú melegen hengerelt tekercs.

A boltban hideghengerlés Először a melegen hengerelt tekercsek dekarbonizációs hőkezelését hajtják végre 800°C hőmérsékleten ~30 órán keresztül védőatmoszféra nélkül. Ezután az izzított hengereket folyamatosan kénsavas (sósav) oldatban pácolják.

Transzformátoracél hideghengerlése A 0,5 és 0,35 mm vastagság két szakaszban történik (köztes izzítással), mindegyik szakaszban a teljes csökkenés ~60%. Ezután a végső magas hőmérsékletű izzítást 1150-1180°C hőmérsékleten hajtják végre, ami durva szemcsék növekedéséhez vezet. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a transzformátoracél (a szilícium szilárd oldata a-vasban) nem rendelkezik a-Fe4 ± Y "Fe-transzformációval hevítéskor. Egyéb elemek apró szennyeződései, amelyek száz- és ezred százalékot tesznek ki, a nagy szemcsék növekedéséhez is hozzájárulnak.Például a kész lap széntartalma mindössze 0,004-0,008% g

Az izzítás során a deformációs textúra egy más módon orientált átkristályosodási textúrává alakul.

Így bordás vagy köbös textúrát kapunk a végső magas hőmérsékletű izzítás során végzett átkristályosítás eredményeként. Ezt az izzítást védőatmoszférában végezzük, amely nitrogén vagy száraz hidrogén. Ez utóbbi az oxigénnel kombinálva vízgőzt képez, amely azonnal elpárolog és finomítja az acélt, elnyeli a maradék szenet. Ráadásul a száraz hidrogén hozza létre a legtökéletesebb köbös textúrát, de a nitrogénhez képest drága és robbanásveszélyes. Emiatt a nitrogént (vagy nitrogén és hidrogén keverékét) leggyakrabban oxidáció elleni védőközegként használják.

A hideghengerműhelyekben a transzformátoracélt elektromosan szigetelő bevonattal állítják elő, ami javítja a teljesítményét és a korróziógátló tulajdonságait. A tekercseket keresztirányú és hosszanti vágóegységeken a kívánt méretű lapokra vágják. A transzformátoracél hideghengerlését egyállványos malmok, újabban 20 hengeres malmok is végzik, amelyek kiváló minőségű kész lapot biztosítanak.

A mágneses acélokra vonatkozik, amelyeket elektromos és állandó mágnesek, mágneses magokhoz változó mező például transzformátorok, elektromos mérőműszerek stb. A mágneses acél mágneses tulajdonságai szerint keménymágnesesre és lágymágnesesre osztható. Ez utóbbi érvényes elektromos acél, vásárolni ami alacsony költséggel lehetséges a PromKomplekt cégnél.

Vékonylemez lágy mágneses acél, amelyet a következő elektromos berendezések mágneses áramköreinek gyártására használnak: transzformátorok, generátorok, fojtótekercsek, relék, stabilizátorok stb. Elektromos acél szállítása lapokban gyártják, melyek legnépszerűbb méretei 750x1500 mm és 1000x2000 mm, vagy acéltekercsben, ami megkönnyíti az anyag vágását.

Elektromos acél osztályozása

A gyártási technológia megkülönbözteti:

1. hidegen hengerelt elektromos acélok GOST 21427.1-83, GOST 21427.2-83 legfeljebb 3,3% szilíciumot tartalmazó
2. melegen hengerelt elektromos acélok legfeljebb 4,5% szilíciumot tartalmaz

terméktípus szerint:

1. elektromos acéllemezek
2. hosszú termékek elektromos acélból
3. hengerelt elektromos acél
4. Elektromos acélból vágott szalag

Az elektromos acél megváltoztathatja az ilyen elektromágneses tulajdonságait mint elektromos ellenállás, mágneses permeabilitás és mások, a benne lévő szilícium mennyiségétől függően.

Az elektromos acélt általában 800-850 Celsius fokon izzítják a mechanikai igénybevétel enyhítésére. Elektromos acél nem lágyított állapotban történő szállítása esetén azt további hőkezelésnek kell alávetni.

Elektromos acél jelölés

Az elektromos acélt számokkal jelölik, amelyek a következőket jelzik:

• első számjegy - osztály a gördülés típusa szerint
• a második számjegy a szilíciumtartalom szerinti típus
• a harmadik számjegy - a fő normalizált jellemző szerint
• negyedik és ötödik számjegy - a fenti jellemző értéke

Ezen kívül található az elektromos acél minőségének jelölése alfanumerikus formában: az E betű az acél típusát, az ezt követő szám pedig a szilíciummal ötvözött acél fokát jelzi.

Az elektromos acélok közé tartozik a műszaki vas - legfeljebb 0,02% széntartalmú ötvözet. A műszaki vasat magok, elektromágnesek, akkumulátorlemezek stb. gyártására használják. A vákuumkörnyezetben történő újraolvasztás során a vas mágneses tulajdonságai megváltoznak, a belső feszültség pedig – akárcsak az elektromágneses acél esetében – az izzítással csökken.

,

Az elektromos működésű berendezések (transzformátorok, generátorok, relék, villanymotorok és mágnesek) mágneses vezetékeinek gyártásához használt acéllemezt elektromos acélnak nevezik. Anyaga mágnesesen puha, ami optimálissá teszi az elektrotechnikában való felhasználást.

Elektromos acél tulajdonságai

Tól től szükséges követelményeket a szilícium frakció tartalmától függ, ami növeli az elektromosság ellenállását. Különféle gyártási technológiák Az elektromos acélok a következőkre oszthatók:

• melegen hengerelt - szilíciumtartalom legfeljebb 4,5 százalék;
• hidegen hengerelt - szilíciumtartalom akár 3,3 százalék.

Van egy feltételes felosztás:

• dinamikus;
• relé;
• transzformátor.

Az elektromos készülékek váltakozó mágneses térben működnek, ezért örvényáramok indukálódnak és a mágnesezettség gyorsan megfordul. Ezt a költséget teljesítmény csökkenti a hatékonyságot. Az ilyen berendezésekkel szemben támasztott fő követelmény e veszteségek minimalizálása, mind a szilícium hozzáadása, mind az anyaglapok vékonysága révén.

Az elektromos acél kiváló mágneses permeabilitással rendelkezik. Általában 0,1-0,5 mm vastagságú lapokban gyártják, hidegen vagy melegen hengerelve. A melegen hengerelt és hidegen hengerelt acél kristályszerkezetében jelentős különbségek vannak.

A durva kristályos anyag mágneses permeabilitása nagyobb, mint a finomszemcsés anyagoké. A feldolgozás (mechanikai és termikus egyaránt) a kristályok méretének változtatásával befolyásolja a mágneses tulajdonságokat. A fém izzítása elősegíti a kristályok méretének növekedését és csökkenését belső stressz. Ez növeli az áteresztőképességet és csökkenti a kényszerítő erőt.

Osztályozás a jelöléstől függően

Az acél jelölési számok jelentése:

• Első számjegy: a bérlet szerkezete és típusa. 1 - izotróp melegen hengerelt, 2 - izotróp hidegen hengerelt, 3 - anizotrop hidegen hengerelt.
• Második számjegy: a szilícium aránya. 0 - 0,4 százalékig, 1 - 0,4 százalékról 0,8 százalékra, 2 - 0,8 százalékról 1,8 százalékra, 3 - 1,8 százalékról 2,8 százalékra, 4 - 2,8 százalékról 3,8 százalékra, 5 - 3,8 százalékról 4,8 százalékra.
• Harmadik számjegy: fő jellemző. Fajlagos energiaveszteség a mágneses indukció során.
• Negyedik és ötödik számjegy: a jellemzők mennyiségi mutatója.

A márkajelzés első három száma az elektromos acél típusát jelzi.

Elektromos acél különféle fajtákárban és az anyag rendeltetésében különbözik. Gyakran lágyított formában állítják elő. Néha további 800 Celsius fokos hőkezelésre van szükség. Ha az acélokat izzítatlanul szállítjuk, akkor a megfelelő minőségi szint érdekében az alkatrészek magas hőmérsékletű kezelését kell elvégezni.

Ötvözetlen elektromos acél

Ezt az anyagot különféle elektromos eszközök mágneses áramköreiben használják.

Az acél típusok szerint osztályozható:

• termékek (szalag, lap, tekercs);
• a fémfelület minőségi jellemzői.

Webáruházunkban egyszerűen és gyorsan vásárolhat kiváló minőségű termékek olyan választékban, hogy az igények széles skáláját kielégítse. Az elektromos acél optimális mágneses permeabilitása és a mágneses térben bekövetkező alacsony energiavesztesége miatt keresett.