Jaka jest zawartość stali elektrotechnicznej?
Apr 30, 2024
Zostaw wiadomość
Stal elektrotechniczna to materiał ferromagnetyczny składający się z żelaza zawierającego różne ilości krzemu (Si) w zakresie od 1% do 6,5%. Rozwój stali elektrotechnicznej został spowodowany przez urządzenia elektryczne wymagające stali, które mogą zmniejszyć rozpraszanie ciepła, co jest problemem powodującym marnotrawstwo energii. Stwierdzono, że żelazo jest najbardziej ekonomicznie uzasadnioną opcją, ale zawarte w nim zanieczyszczenia nie są optymalne. Stwierdzono, że dodatek krzemu zwiększa rezystywność, poprawia przepuszczalność i zmniejsza straty histerezy. Najpowszechniej stosowana na rynku stal elektrotechniczna zawiera około 3,25% Si, ponieważ wyższa zawartość krzemu powoduje, że powstały materiał jest zbyt kruchy do walcowania na zimno. Stal elektrotechniczna zawierająca 6,5% Si ma najbardziej ulepszone właściwości magnetyczne i elektryczne, ale wymagane są dodatkowe procesy termomechaniczne, aby przezwyciężyć jej kruchość i ograniczoną ciągliwość.
Właściwości stali elektrotechnicznej
Dodatek krzemu do żelaza znacznie poprawia właściwości fizyczne stali elektrotechnicznych. Stale elektrotechniczne mają następujące pożądane właściwości wspomagające wytwarzanie, dystrybucję i zużycie energii elektrycznej:
Wysoka przepuszczalność – zwiększona zdolność do podtrzymywania pól magnetycznych
Niska magnetostrykcja - niska tendencja do rozszerzania się lub kurczenia w polach magnetycznych
Wysoka oporność elektryczna - zmniejsza straty w rdzeniu poprzez redukcję składowej prądu wirowego
Zmniejszona strata histerezy - niska strata histerezy oznacza mniej marnowanej energii w postaci ciepła ze zmiennej siły magnesowania
Rodzaje stali elektrotechnicznej
Nieorientowana, w pełni przetworzona stal elektrotechniczna
Nieorientowana, w pełni przetworzona stal elektrotechniczna ma różną zawartość krzemu w zakresie od 0,5% do 3,25% Si. Ma jednolite właściwości magnetyczne we wszystkich kierunkach. Ten rodzaj stali elektrotechnicznej nie wymaga procesów rekrystalizacji w celu rozwinięcia swoich właściwości. Gatunki stopów o niskiej zawartości krzemu zapewniają lepszą przenikalność magnetyczną i przewodność cieplną. W przypadku gatunków wysokostopowych oczekuje się lepszych wyników przy wysokich częstotliwościach, przy bardzo niskich stratach. Ten typ doskonale nadaje się do obwodów magnetycznych w silnikach, transformatorach i obudowach układów elektrycznych. Ten w pełni przetworzony typ powoduje trudności w wykrawaniu ze względu na zakończony proces wyżarzania. Powłoki organiczne dodawane są w celu poprawy smarowania w procesie wykrawania.
Nieorientowana, półprzetworzona stal elektrotechniczna
Nieorientowane, półprzetworzone stale elektrotechniczne są w większości stalami niekrzemowymi i są wyżarzane w niskich temperaturach po końcowym walcowaniu na zimno. Użytkownik końcowy musi jednak zapewnić końcowe wyżarzanie odprężające zgodnie z zamierzonym zastosowaniem stali. Wykrawalność tego rodzaju stali elektrotechnicznej jest lepsza niż nieorientowanej, w pełni przetworzonej stali, dlatego powłoki organiczne nie są wymagane. Nieorientowane gatunki półprzetworzone są dobrymi materiałami na rdzenie małych wirników, stojanów i małych transformatorów mocy.
Stal elektrotechniczna o ziarnie zorientowanym
Stale elektrotechniczne o zorientowanym ziarnie składają się z żelaza o zawartości 3% Si, a ziarna są zorientowane tak, aby zapewnić wysoką przepuszczalność i niskie straty energii. Gatunki zorientowane na ziarno mają silne właściwości krystalograficzne. Ten typ poddawany jest procesowi rekrystalizacji, w wyniku którego uzyskuje się ulepszoną strukturę ziaren, która wykazuje lepsze właściwości magnetyczne w kierunku walcowania blachy. Stale o ziarnie zorientowanym są najczęściej stosowane w zastosowaniach nieobrotowych, takich jak transformatory.
