Auksti velmēts elektrotērauds. Elektriskais tērauds vai transformatora dzelzs: markas, apraksts

Elektriskie tēraudi ir paredzēti ražošanai transformatoru serdeņi, droseles, dinamo statori un rotori, dažādas elektromagnētisko ierīču un ierīču daļas. Šie produkti darbojas mainīgos lielumos magnētiskie lauki, tāpēc tajos tiek inducētas virpuļstrāvas. Turklāt tie ir pakļauti ātrai magnetizācijas maiņai. Jaudas zudumi virpuļstrāvu ierosināšanai un magnetizācijas maiņai samazina efektivitāti. mašīnas, un tāpēc tie jāsamazina līdz minimumam. Viena no galvenajām prasībām elektrotērauda īpašībām ir šo zudumu summas minimālā vērtība, kas attiecas uz elektrotērauda masas vienību. Šos zudumus mēra W/kg un sauc par specifiskajiem vai vatu zudumiem.

Vatu zudumu vērtību nosaka gan elektrotērauda kvalitāte, gan izstrādājumu no tā izgatavošanas dizains un tehnoloģija. Piemēram, virpuļstrāvu stiprumu transformatoru serdeņos un līdz ar to jaudas zudumus nosaka materiāla elektriskā pretestība un laukums. šķērsgriezums loksnes, no kurām serde ir salikta, un jo lielāka ir elektriskā pretestība un mazāks lokšņu biezums, jo mazāks ir vatu zudums. Magnetizācijas apvērses zudumus nosaka histerēzes cilpas platums: jo šaurāka histerēzes cilpa un mazāks piespiedu spēks, jo mazāks ir īpatnējais jaudas zudums, kas zaudēts magnetizācijas apvērses rezultātā. Histerēzes cilpas platums un piespiedu spēks ir atkarīgs no elektrotērauda sastāva.

Elektrotēraudam tiek izvirzītas arī vairākas citas prasības, kas izriet no izstrādājumu kalpošanas laika īpašībām. Ja, piemēram, tēraudam transformatoru magnētisko serdeņu ražošanai jābūt augstas elektriskās īpašības vienā virzienā, kas nozīmē, ka šim metālam ir pieļaujama liela magnētisko īpašību anizotropija, tad dinamo un citu ierīču serdeņu izgatavošanai ar sazarotu magnētisko plūsmu nepieciešams, lai īpašību anizotropija būtu minimāla.

Viens no svarīgas īpašības elektriskie tēraudi slēpjas viņu nosliece uz novecošanos, kas noved pie manāmām īpašību izmaiņām un pasliktina ierīču darbību.

Lielākā daļa izstrādājumu no transformatora tērauda tiek izgatavoti, štancējot no loksnes. Tāpēc uz visiem transformatoru tēraudiem tiek izvirzītas augstas prasības plastiskums velmēšanas un štancēšanas laikā.

Elektrisko tēraudu nepieciešamo īpašību komplekss ir atkarīgs no ķīmiskais sastāvs metāla un noteikti loksnes fizikālie un kristalogrāfiskie parametri, kas nodrošināti sarežģītu mehānisko un termiskā apstrāde pārdalot, lietnis loksnē.

Elektrisko loksni ražo ar karsto un auksto velmēšanu. Pašlaik tiek ražotas tikai 30 markas karsti velmētas un 39 markas auksti velmētas transformatoru tērauda. Vēlama elektriskā metāla aukstā velmēšana, jo tas ļauj iegūt teksturētu loksni (tekstūra ir dominējošā kristālu orientācija polikristāliskā agregātā, šajā gadījumā loksnē). Šādā loksnē vatu zudums un piespiedu spēks ir mazāks nekā neteksturētā loksnē.

Augstas elektromagnētiskās īpašības, zemi vatu zudumi un augsta magnētiskā indukcija tiek nodrošināta ar perfektu rievotu (110) vai kubisku (100) tekstūru. Rievotās loksnēs vatu zudumi velmēšanas virzienā ir divas reizes mazāki nekā karsti velmētām loksnēm. Bet malas tekstūru raksturo izteikta elektromagnētisko īpašību anizotropija: šķērsvirzienā īpatnējie zaudējumi ir gandrīz 4 reizes, un piespiedu spēks ir 3 reizes lielāks nekā rites virzienā.

Tērauds ar kubisku tekstūru izceļas ar vēl augstākām elektriskām īpašībām gan garenvirzienā, gan īpaši šķērsvirzienā attiecībā pret velmēšanu. Līdz ar to šobrīd tiek paplašināta auksti velmētu elektrisko lokšņu ar faktūru ražošana un apgūta loksnes ar kubisko faktūru ražošana un pakāpeniski tiek samazināta karsti velmētas loksnes ražošana un tiks nākamajos gados pilnībā apstājās.

Ideāla transformatora tērauda ribu struktūra tiek veidota ar dubultu auksto velmēšanu ar starpposma un galīgo atlaidināšanu.. Lai tā veidotos sekundārās rekristalizācijas procesā, ir nepieciešama izkliedētu ieslēgumu klātbūtne. To loma izpaužas faktā, ka sekundārās rekristalizācijas laikā tie novērš normālu sākotnējās struktūras graudu augšanu, kā rezultātā atsevišķi graudi ar orientāciju, kas veidojas primārās rekristalizācijas laikā, saņem preferenciālu augšanu.

Lai iegūtu augstas transformatora tērauda īpašības pēc ideālas ribu struktūras iegūšanas ir jānoņem piemaisījumi, kas veido ieslēgumus. Tas notiek termiskās apstrādes beigu posmā, izšķīdinot ieslēgumus, izkliedējot piemaisījumus uz virsmas un noņemot tos gāzes fāzē.

Divu veidu ieslēgumi veicina rievotu tekstūru: mangāna sulfīdi un alumīnija vai silīcija nitrīdi. Attiecīgi tiek izmantotas divas transformatora tērauda ražošanas tehnoloģijas iespējas - sērs un slāpeklis.. Lietojot sēra variantu, metālam jāsatur apmēram 0,1% Mn un aptuveni 0,02% S. Pat PSRS laikā plaši izplatījās elektrotērauda ražošanas loka krāsnīs tehnoloģijas slāpekļa variants.

Loksnes elektriskās īpašības lielā mērā nosaka graudu izmēriem, palielinoties īpatnējo zudumu samazinājumam. Tas izskaidrojams ar izkropļoto graudu robežu kristālisko režģi, kas tādējādi ir šķērslis magnētiskā lauka pārejai. Graudu izmēra palielināšana samazina robežu garumu un tādējādi uzlabo loksnes īpašības.

Tā kā transformatora tērauda īpašības nosaka ne tikai metāla ķīmiskais sastāvs, bet arī loksnes fizikālie un kristalogrāfiskie parametri, kas savukārt ir atkarīgi no metāla sastāva un lokšņu izgatavošanas metodes, standarta marķējums. lokšņu elektrotērauds atspoguļo tā mērķi, ķīmisko sastāvu, lokšņu ražošanas tehnoloģiju un magnētiskās īpašības. Piemēram, marķējumā E43A, E3200, E330A cipari un burti tiek atšifrēti šādi:

E - elektrotērauds;
pirmais skaitlis ir silīcija saturs, %;
otrais cipars - garantētas tērauda magnētiskās īpašības (1 - ar normālu, 2 - ar samazinātu, 3 - ar maziem vatu zudumiem);
00 - auksti velmēts zemas tekstūras tērauds,
0 - auksti velmēts teksturēts;
A - augstas kvalitātes tērauds ar īpaši zemiem zudumiem.

Silīcijs ir vienīgais elements, ko ievada transformatora tēraudā, lai uzlabotu dzelzs elektriskās īpašības, tāpēc tā saturs ir atspoguļots marķējumā. Silīcija klātbūtne palielina tērauda magnētisko caurlaidību un elektrisko pretestību, samazina piespiedu spēku, tādējādi samazinot gan magnetizācijas maiņas, gan virpuļstrāvu zudumus. Visi pārējie elementi, izņemot fosforu, negatīvi ietekmē dzelzs elektriskās īpašības. Tāpēc elektrotēraudu kausēšanas un apstrādes tehnoloģija ir veidota tā, lai gatavā loksne ar ievērojamu daudzumu silīcija saturētu pēc iespējas mazāk citu piemaisījumu.

Šajā sakarā tādu izstrādājumu ražošanai, kuriem jābūt ar augstu magnētisko piesātinājumu, tiek izmantoti transformatoru tēraudi, kas satur samazinātu silīcija daudzumu. Tāpēc tā sauktajos dinamo tēraudos silīcija saturs ir 2-3%. Transformatoru tēraudos, kuriem magnetizācijas maiņas laikā vajadzētu būt minimāliem zudumiem, silīcija saturs ir 3-4,5%.

Papildus silīcijam fosfora piedevas veicina graudu izmēra palielināšanos un tērauda elektrisko īpašību uzlabošanos. Tomēr, tā kā fosfors vienlaikus palielina tērauda trauslumu, to var izmantot tikai nelielos daudzumos (līdz 0,2%), lai leģētu elastīgākus dinamiskus tēraudus.

Augstais silīcija saturs šajos tēraudos izraisa vairākus specifiskus metalurģiskus defektus. Visbiežāk sastopamie elektrotēraudu defekti ir gāzes burbuļi un lietņu augšana.. Ir noteikta lietņu bojājuma pakāpes atkarība no ūdeņraža satura: lietņi ir blīvi ar dziļu saraušanos ar ūdeņraža saturu mazāku par 4 ml uz 100 g metāla un ar ūdeņraža saturu 8 ml uz 100 g metāla. metāls, visi lietņi nesaraujas. Šīs koncentrācijas nepārsniedz leģētajiem konstrukcijas, lodīšu gultņu un nerūsējošajiem tēraudiem parasto līmeni, bet defekts parādās tikai elektrotēraudiem.

Tas skaidrojams ar samazinājumu silīcija klātbūtnē ūdeņraža šķīdība, kas kristalizācijas procesā izraisa tā spēcīgu segregāciju un burbuļu veidošanos. Tāpēc elektrotēraudu kausēšanā īpaša uzmanība jāpievērš pasākumiem, lai ūdeņraža satura samazināšana, slāpekļa klātbūtne metālā arī zināmā mērā ietekmē lietņu augšanu. Šī iemesla dēļ tā saturs metālā nedrīkst pārsniegt 0,006–0,010%. Temperatūra spēcīgi ietekmē burbuļu radītos metāla bojājumus: jo augstāka tā ir, jo vairāk metālā izšķīst gāzu, turklāt jo vairāk palēninās kristalizācija, izraisot pastiprinātu segregāciju un burbuļu radīto lietņu bojājumu palielināšanos. Tāpēc metāla temperatūra liešanas laikā nedrīkst pārsniegt 1590 ° C.

Citi elektrotēraudu defekti ir garozas inversijas liešanas laikā, izraisot nebrīves veidošanos un samazinot metāla virsmas kvalitāti, kā arī iekšējo plaisu veidošanos lietņos - "putnu mājiņas" kas rodas ar lielu dzesēšanas ātrumu temperatūrā, kas zemāka par 120 ° C.

Auksti velmēta transformatora tērauda ražošanas iezīmes

Transformatoru (elektrotehniskais) lokšņu tērauds nonāk transformatoru, elektrisko mašīnu un ierīču ražošanā. Šim tēraudam ir zems remagnetizācijas zudums, augsta magnētiskā indukcija un zems piespiedu spēks. Elektrisko karsti velmētu un auksti velmētu lokšņu tērauda biezums ir 1,0-0,1 mm. Labākais transformatora tērauds ir auksti velmēts.

Maksimālais silīcija saturs auksti velmētā transformatora tēraudā parasti nepārsniedz 3,5%, jo pie lielākas koncentrācijas ievērojami samazinās elastība un palielinās tērauda stingums. Tēraudu galvenokārt velmē 0,5, 0,35 un 0,2 mm biezumā ruļļos. Auksti velmēts transformatora tērauds tiek piegādāts loksnēs ar garumu 720-2000 un ruļļos ar platumu 240-1000 mm.

Jo plānāks loksnes biezums, jo mazāks remagnetizācijas zudums un lielāks apkalpošanas īpašības transformatori un ierīces. Labākie auksti velmēta transformatora tērauda īpatnējo zudumu rādītāji ir 0,5-0,6 W/kg, ja tas tiek remagnetizēts ar frekvenci 50 Hz un maksimālā indukcijas vērtība ir 10 000 gausu.

Transformatora tērauda magnētiskās īpašības galvenokārt ietekmē silīcija saturs, kas palielina elektrisko pretestību un karsējot veicina lielu graudu augšanu, kas palielina tērauda magnētisko caurlaidību. Lielo graudu veidošanos veicina arī stingrs citu piemaisījumu ierobežojums tēraudā - oglekļa, sēra, fosfora, ūdeņraža, slāpekļa.

Auksti velmētais transformatora tērauds ir teksturēts, tam ir augstas magnētiskās īpašības velmēšanas virzienā (karsti velmētam tēraudam nav tekstūras). Divas raksturīgākās transformatora faktūras

Tērauda velmēšanas virziens ir rievots un kubisks. Rievotas faktūras gadījumā kubiskā režģa (CL) diagonālā plakne sakrīt ar velmēšanas plakni, un vieglās magnetizācijas virziens α-dzelzs (100) režģos sakrīt ar velmēšanas virzienu. Cietais magnetizācijas virziens (111) veido 55° leņķi ar rites virzienu.

Transformatoru ražošanā tiek ņemta vērā magnētisko īpašību anizotropija ar noteiktu tekstūru, lai magnētiskā plūsma un velmēšanas virziens (mazu zudumu un augstas magnētiskās caurlaidības virziens) sakristu.

Ar kubisku tekstūru plakne (100) sakrīt ar velmēšanas plakni, un kuba malas (vieglas magnetizācijas virzieni) atrodas rites virzienā un pāri tam. Tādējādi tēraudiem ar kubisku tekstūru magnētiskās īpašības ir vienādas velmēšanas virzienā un pāri tam; šos tēraudus ir lietderīgi izmantot kā transformatoru un ierīču serdeņus, kuros virziens magnētiskā plūsma izmaiņas laikā. Transformatora tērauda aukstās velmēšanas izejmateriāls ir karsti velmētas spoles, kuru loksnes biezums ir aptuveni 2,5 mm.

Veikalā aukstā velmēšana Pirmkārt, karsti velmētu ruļļu dekarburizācijas atlaidināšana tiek veikta 800°C temperatūrā ~30 h bez aizsargatmosfēras. Pēc tam atlaidinātos ruļļus nepārtraukti marinē sērskābes (sālsskābes) šķīdumā.

Transformatora tērauda aukstā velmēšana 0,5 un 0,35 mm biezums notiek divos posmos (ar starpatlaidināšanu) ar kopējo samazinājumu katrā posmā ~60%. Pēc tam pēdējo augstas temperatūras atlaidināšanu veic 1150-1180°C temperatūrā, izraisot rupju graudu augšanu. Tas ir saistīts ar faktu, ka transformatora tēraudam (cietam silīcija šķīdumam dzelzs šķīdumā) karsējot nav a-Fe4 ± Y "Fe-transformācijas. Nelieli citu elementu piemaisījumi, kas veido procentu simtdaļas un tūkstošdaļas, arī veicina lielu graudu augšanu. Piemēram, oglekļa saturs gatavajā loksnē ir tikai 0,004-0,008% g

Atkausējot, deformācijas tekstūra pārvēršas rekristalizācijas tekstūrā, kas orientēta citā veidā.

Tādējādi rievota vai kubiska tekstūra tiek iegūta pārkristalizācijas rezultātā pēdējās augstas temperatūras atlaidināšanas laikā. Šo atkausēšanu veic aizsargājošā atmosfērā, kas ir slāpeklis vai sausais ūdeņradis. Pēdējais, apvienojoties ar skābekli, veido ūdens tvaikus, kas nekavējoties iztvaiko un attīra tēraudu, absorbējot atlikušo oglekli. Turklāt sausais ūdeņradis rada vispilnīgāko kubisko tekstūru, taču tas ir dārgs salīdzinājumā ar slāpekli un sprādzienbīstams. Šī iemesla dēļ slāpekli (vai slāpekļa un ūdeņraža maisījumu) visbiežāk izmanto kā aizsargājošu līdzekli pret oksidēšanos.

Aukstās velmētavās transformatoru tēraudu ražo ar elektriski izolējošu pārklājumu, kas ļauj uzlabot tā veiktspēju un pretkorozijas īpašības. Ruļļus sagriež nepieciešamo izmēru loksnēs uz šķērseniskām un gareniskām griešanas vienībām. Transformatora tērauda aukstā velmēšana tiek veikta arī uz viena statīva dzirnavām un pēdējā laikā uz 20 ruļļu dzirnavām, kas nodrošina augstas kvalitātes gatavu loksni.

Attiecas uz magnētiskajiem tēraudiem, kurus izmanto elektrisko un pastāvīgie magnēti, magnētiskajiem serdeņiem mainīgs lauks, piemēram, transformatori, elektriskie mērinstrumenti utt. Magnētisko tēraudu var klasificēt pēc tā magnētiskajām īpašībām cietajā magnētiskajā un mīkstajā magnētiskajā. Pēdējais attiecas elektrotērauds, pirkt kas par zemām izmaksām ir iespējams PromKomplekt uzņēmumā.

Plānloksnes mīkstais magnētiskais tērauds, ko izmanto magnētisko ķēžu ražošanai šādām elektroiekārtām: transformatori, ģeneratori, droseles, releji, stabilizatori utt. Elektrotērauda piegāde to ražo loksnēs, kuru populārākie izmēri ir 750x1500 mm un 1000x2000 mm, vai tērauda ruļļos, kas atvieglo materiāla griešanu.

Elektrisko tēraudu klasifikācija

Izšķir ražošanas tehnoloģiju:

auksti velmēti elektriskie tēraudi GOST 21427.1-83, GOST 21427.2-83, kas satur līdz 3,3% silīcija
karsti velmēti elektrotēraudi kas satur līdz 4,5% silīcija

pēc produkta veida:

elektriskās tērauda loksnes
garie elektrotērauda izstrādājumi
velmēts elektrotērauds
sloksne, kas izgriezta no elektrotērauda

Elektriskais tērauds var mainīt šādu elektromagnētisko īpašības kā elektriskā pretestība, magnētiskā caurlaidība un citi, atkarībā no tajā esošā silīcija daudzuma.

Elektrisko tēraudu parasti atlaidina 800-850 grādos pēc Celsija, lai mazinātu mehānisko spriegumu. Ja elektrotērauds tiek piegādāts neatlaidinātā stāvoklī, tas jāpakļauj papildu termiskai apstrādei.

Elektriskā tērauda marķējums

Elektriskais tērauds ir marķēts ar cipariem, kas norāda:

pirmais cipars - klase pēc ripināšanas veida
otrais cipars ir veids atbilstoši silīcija saturam
trešais cipars - saskaņā ar galveno normalizēto raksturlielumu
ceturtais un piektais cipars - iepriekš minētā raksturlieluma vērtība

Turklāt ir elektrotērauda markas apzīmējums burtu un ciparu formātā: burts E norāda tērauda veidu, cipars aiz tā norāda tērauda sakausējuma pakāpi ar silīciju.

Elektrotēraudos ietilpst tehniskais dzelzs - sakausējums ar oglekli ne vairāk kā 0,02%. Tehnisko dzelzi izmanto serdeņu, elektromagnētu, akumulatoru plākšņu u.c. ražošanā. Dzelzs magnētiskās īpašības mainās pārkausēšanas laikā vakuuma vidē, un iekšējo spriegumu, tāpat kā elektromagnētiskā tērauda gadījumā, samazina atkausēšana.
,

Tērauda loksnes, ko izmanto magnētisko vadu ražošanai elektriskām funkcionējošām iekārtām (transformatoriem, ģeneratoriem, relejiem, elektromotoriem un magnētiem), sauc par elektrotēraudu. Materiāls ir magnētiski mīksts, kas padara to optimālu izmantošanai elektrotehnikā.

Elektrotērauda īpašības

No nepieciešamās prasības ir atkarīgs no silīcija frakcijas satura, kas palielina elektrības pretestību. Dažādi ražošanas tehnoloģijas elektriskos tēraudus iedala:

karsti velmēti - silīcija saturs līdz 4,5 procentiem;
auksti velmēti - silīcija saturs līdz 3,3 procentiem.

Ir nosacīts iedalījums:

dinamisks;
relejs;
transformators.

Elektriskās ierīces darbojas mainīgos magnētiskos laukos, tāpēc tiek inducētas virpuļstrāvas un ātri notiek magnetizācijas maiņa. Šie izdevumi jauda samazina efektivitāti. Galvenā prasība šādām iekārtām ir samazināt šos zudumus, gan pievienojot silīciju, gan izmantojot materiāla loksnes.

Elektriskajam tēraudam ir lieliska magnētiskā caurlaidība. To parasti ražo auksti vai karsti velmētās loksnēs, kuru biezums ir no 0,1 līdz 0,5 mm. Karsti velmēta un auksti velmēta tērauda kristālu struktūrā ir būtiskas atšķirības.

Rupji kristāliskam materiālam ir augstāka magnētiskā caurlaidība nekā smalkgraudainam materiālam. Apstrāde (gan mehāniskā, gan termiskā), mainot kristālu izmērus, ietekmē magnētiskās īpašības. Metāla atkausēšana veicina kristālu izmēra palielināšanos un to samazināšanos iekšējais stress. Tas palielina caurlaidību un samazina piespiedu spēku.

Klasifikācija atkarībā no marķējuma

Tērauda marķējuma skaitļu nozīme:

Pirmais cipars: nomas struktūra un veids. 1 - izotropiski karsti velmēti, 2 - izotropi auksti velmēti, 3 - anizotropi auksti velmēti.
Otrais cipars: silīcija proporcija. 0 - līdz 0,4 procentiem, 1 - no 0,4 līdz 0,8 procentiem, 2 - no 0,8 līdz 1,8 procentiem, 3 - no 1,8 līdz 2,8 procentiem, 4 - no 2,8 līdz 3,8 procentiem, 5 - no 3,8 līdz 4,8 procentiem.
Trešais cipars: galvenais raksturlielums. Īpatnējie enerģijas zudumi magnētiskās indukcijas laikā.
Ceturtais un piektais cipars: raksturlielumu kvantitatīvais rādītājs.

Pirmie trīs zīmola apzīmējuma cipari norāda elektrotērauda veidu.

Elektriskais tērauds dažāda veida atšķiras pēc materiāla cenas un mērķa. To bieži ražo atkausētā veidā. Dažreiz ir nepieciešama papildu termiskā apstrāde 800 grādos pēc Celsija. Ja tēraudi tiek piegādāti neatlaidināti, atbilstošam kvalitātes līmenim ir nepieciešama detaļu apstrāde augstā temperatūrā.

Neleģēts elektrotērauds

Šo materiālu izmanto dažādu elektrisko ierīču magnētiskajās ķēdēs.

Tēraudu klasificē pēc veida:

izstrādājumi (lente, loksne, rullis);
metāla virsmas kvalitātes īpašības.

Mūsu interneta veikals piedāvā iegādāties ērti un ātri augstas kvalitātes produkti diapazonā, lai apmierinātu dažādas vajadzības. Elektriskais tērauds ir pieprasīts, pateicoties tā optimālajai magnētiskajai caurlaidībai un zemam enerģijas zudumam magnētiskajā laukā.