Elektrotehnički čelik i njegova svojstva

Elektrotehnički čelični lim najviše se koristio u elektrotehnici... Ovaj čelik je legura željeza sa silicijem čiji je udio 0,8 - 4,8%. Takvi čelici, koji se uvode u maloj količini bilo koje tvari za poboljšanje svojih svojstava, nazivaju se legirani.

Silicij se uvodi u željezo u obliku ferosilicija (legura željeznog cisilida FeSi sa željezom) i nalazi se u njemu u otopljenom stanju. Silicij reagira s najštetnijom (za magnetska svojstva željeza) nečistoćom - kisikom, reducirajući željezo iz njegove okside FeO i stvara silicijev dioksid SiO2, koji djelomično prelazi u trosku.

Silicij također potiče oslobađanje ugljika iz spoja Fe3C (cementit) uz nastanak grafita. Na taj način silicij eliminira spojeve željeza (FeO i Fe3C) koji uzrokuju povećanje prisilne sile i povećanje — gubitak histereze… Osim toga, prisutnost silicija u željezu u količini od 4% ili više povećava električni otpor u usporedbi s čistim željezom, što dovodi do gubitaka vrtložne struje.

Unatoč činjenici da se indukcija zasićenja Bs željeza s povećanjem silicija u njemu značajno povećava i doseže veliku vrijednost na 6,4% silicija (Bs = 2800 gaussa), ali ipak se silicij uvodi ne više od 4,8%. Povećanje sadržaja silicija za više od 4,8% dovodi do činjenice da čelici poprimaju povećanu krhkost, odnosno njihova mehanička svojstva se pogoršavaju.

Električni čelik tali se u martenovim pećima. Limovi se proizvode valjanjem čeličnog ingota u hladnom ili vrućem stanju. Stoga razlikujemo hladno valjani i toplo valjani elektročelik.

Željezo ima kubičnu kristalnu strukturu. Prema proučavanju magnetizacije pokazalo se da ona može biti neravnomjerna u različitim smjerovima ove kocke. Kristal ima najveću magnetizaciju uz rub kocke, najmanju uzduž dijagonale lica, a najmanju uzduž dijagonala kocke. Stoga je poželjno da svi kristali željeza u limu budu poredani tijekom kotrljanja u redove u smjeru rubova kocke.

To se postiže višekratnim valjanjem čeličnih limova, uz jaku redukciju (do 70%) i naknadno žarenje u atmosferi vodika. Time se potiče pročišćavanje čelika od kisika i ugljika, kao i širenje kristala i njihova orijentacija tako da se rubovi kristala podudaraju sa smjerom valjanja. Takvi se čelici nazivaju teksturiranim... Imaju veća magnetska svojstva u smjeru valjanja nego konvencionalni vruće valjani čelik.

Teksturirani čelični limovi proizvode se hladnim valjanjem. Magnetska propusnost veći su i gubici histereze su manji nego kod toplovaljanih limova.Osim toga, kod hladno valjanog čelika, indukcija u slabim magnetskim poljima raste jače nego kod toplo valjanog čelika, tj. krivulja magnetiziranja u slabim poljima znatno je viša od krivulje za toplo valjani čelik.

Riža. 1. Proces proizvodnje elektročeličnog lima

Treba napomenuti, međutim, da je kao rezultat orijentacije zrna zrnato orijentiranog čelika duž smjera valjanja, magnetska propusnost u drugim smjerovima manja nego kod vruće valjanog čelika. Dakle, s indukcijom 6 = 1,0 T u smjeru kotrljanja, magnetska propusnost μm = 50 000, au smjeru okomitom na valjanje μm - 5500. S tim u vezi, pri sastavljanju jezgri transformatora u obliku slova W koriste se zasebne čelične trake , izrezane po duljini valjanja, koje se zatim miješaju tako da se smjer magnetskog toka poklapa sa smjerom valjanja čelika ili s njim sklapa kut od 180 °.

Na sl. Slika 2 prikazuje krivulje magnetizacije elektrotehničkog čelika EZZOA i E41 za tri raspona jakosti magnetskog polja: 0 — 2,4, 0 — 24 i 0 — 240 A/cm.

Riža. 2. Krivulje magnetizacije elektrotehničkih čelika: a — čelik E330A (teksturiran), b — čelik E41 (bez teksture)

Elektrotehnički čelični lim ima dobre magnetske karakteristike — visoku indukciju zasićenja, nisku koercitivnu silu i nizak gubitak histereze. Zbog ovih svojstava ima široku primjenu u elektrotehnici za izradu jezgri statora i rotora električnih strojeva, jezgri energetskih transformatora, strujnih transformatora i magnetskih jezgri raznih električnih uređaja.

Domaći elektročelik razlikuje se po sadržaju silicija, po načinu izrade limova, po magnetskim i električnim svojstvima.

Slovo D s oznakom čelika znači «elektrotehnikanichnaya čelik», prvi broj nakon slova (1, 2, 3 i 4) označava stupanj legiranja čelika silicijem, a sadržaj silicija je unutar sljedećih granica u%: za niskolegirani čelik (E1) od 0,8 do 1,8, za srednje legirani čelik (E2) od 1,8 do 2,8, za visokolegirani čelik (EZ) od 2,8 do 3,8, za visokolegirani čelik (E4) od 3,8 do 4,8.

Prosječni električni otpor koji postaje ρ također ovisi o količini silicija. Što je veći, to je veći sadržaj silicija u čeliku. Čelici Mirok E1 imaju otpor ρ = 0,25 Ohm NS mm2/m, klase E2 — 0,40 Ohm NS mm2/m, klase EZ — 0,5 Ohm NS mm2/m i klase E4 — 0,6 Ohm NS mm2/m.

NSmagnetizacija (W / kg). Ti gubici su manji što je broj veći, odnosno što je veći stupanj legiranja čelika sa silicijem. Nule nakon ovih brojeva OznPretpostavimo da je čelik hladno valjane teksture (0) i hladno valjane niske teksture (00). Slovo A označava posebno niske specifične gubitke pri obrnutom magnetiziranju čelika.

Elektročelik se proizvodi u obliku limova širine od 240 do 1000 mm, duljine od 720 do 2000 mm i debljine 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 i 1,0 mm. Teksturirani čelici su najviše korišteni, jer imaju najviše vrijednosti magnetskih karakteristika.

Riža. 3. Elektrotehnički čelik