Электротехнические стали

Электротехнические стали - сплавы железа с 0.5-5% кремния, которые образуют с железом твердый раствор.

Кремний переводит углерод из формы цементита в графит, действует как раскислитель, связывая вредные газы, прежде всего кислород; способствует росту зерен, уменьшению констант магнитной анизотропии и магнитострикции; увеличивает удельное сопротивление, то есть уменьшает потери на вихревые токи. При содержании Si>5% ухудшаются механические свойства, повышаются твердость, хрупкость. Основные вредные примеси: углерод, сера, кислород, марганец.

Свойства стали существенно улучшаются при создании магнитной текстуры, создаваемой холодной прокаткой и отжигом, при этом потери уменьшаются приблизительно в два раза.

 

[Ребровая текстура стали]

При ребровой текстуре наилучшие магнитные свойства получаются в направлении прокатки, наихудшие - под углом 55о к направлению прокатки.

[Кубическая текстура стали]

При кубической текстуре наилучшие магнитные свойства обеспечиваются в направлении всех ребер куба элементарных ячеек.

В обозначении марок электротехнических сталей используются четыре цифры, обозначающие: первая - структурное состояние и вид прокатки: 1 - горячекатанная изотропная; 2- холоднокатанная изотропная; 3 - холоднокатанная анизотропная с ребровой текстурой; вторая - содержание кремния в весовых процентах - классы 0, 1, 2, 3, 4, 5 с содержанием кремния от 0.4% для класса 0 до 3.8-4.8% для класса 5; третья, четвертая - гарантированные удельные потери и магнитная индукция.

В таблице приведены характеристики различных типов электротехнических сталей с толщиной листа 0.35 мм, применяемых в энергетическом машиностроении. Для рассматриваемых сталей большое значение имеют удельные потери.

[Типы электротехнических сталей]

Для оценки характеристик электротехнических сталей в сопоставлении с другими магнитными материалами приведены их удельные значения: нач=200-600; макс=3000-8000; Нс=10-65 А/м; Вs=1.95-2.02 Тл; =0.25-0.6 мкОм .м. Электротехнические стали с высоким содержанием следует применять, если требуются малые потери на гистерезис и вихревые токи и высокая проницаемость в слабых и средних полях. Холоднокатанные текстурированные стали имеют более высокую магнитную проницаемость в области слабых полей и более низкие удельные потери по сравнению с горячекатанными сталями. После резки, штамповки и других операций с электротехнической сталью, вызывающих появление налета, ухудшающего магнитные свойства, необходим отжиг в неокислительной среде при температуре 750-800 oС.


Теория конструктивных материалов