Elektros plienas ir jo savybės
Elektrotechnikoje plačiausiai naudotas lakštinis elektrotechninis plienas... Šis plienas yra geležies ir silicio lydinys, kurio kiekis 0,8 - 4,8 %. Tokie plienai, į kuriuos įdedama nedidelis kiekis bet kokių medžiagų, siekiant pagerinti jų savybes, vadinami legiruotu.
Silicis į geležį patenka ferosilicio pavidalu (geležies ciszilido FeSi lydinys su geležimi) ir yra joje ištirpusio.Silicis reaguoja su žalingiausia (geležies magnetinėms savybėms) priemaiša – deguonimi, redukuodamas geležį iš jo oksiduoja FeO ir susidaro silicio dioksidas SiO2, kuris dalinai pereina į šlaką.
Silicis taip pat skatina anglies išsiskyrimą iš junginio Fe3C (cementito), susidarant grafitui. Tokiu būdu silicis pašalina geležies junginius (FeO ir Fe3C), kurie padidina prievartos jėgą ir padidina histerezės praradimas… Be to, silicio buvimas geležyje 4% ar daugiau padidina elektrinę varžą, palyginti su gryna geležimi, todėl prarandama sūkurinės srovės.
Nepaisant to, kad geležies prisotinimo indukcija Bs, kai joje padidėja silicio kiekis, žymiai padidėja ir pasiekia didelę reikšmę esant 6,4% silicio (Bs = 2800 gausų), tačiau vis tiek silicio įvedama ne daugiau kaip 4,8%. Padidinus silicio kiekį daugiau nei 4,8 %, plienas įgauna didesnį trapumą, t.y. pablogėja jų mechaninės savybės.
Elektrinis plienas lydomas kiaunių krosnyse. Lakštai gaminami valcuojant plieninį luitą šaltu arba karštu. Todėl atskirkite šalto ir karšto valcavimo elektrinį plieną.
Geležis turi kubinę kristalų struktūrą. Ištyrus įmagnetinimą paaiškėjo, kad skirtingomis šio kubo kryptimis jis gali būti netolygus.Didžiausias kristalas įmagnetinamas palei kubo kraštą, mažiausią – išilgai veido įstrižainės, o mažiausias – išilgai kubo įstrižainės. kubo įstrižainė. Todėl pageidautina, kad visi geležies kristalai lakšte riedėjimo metu būtų išdėstyti eilėmis kubo kraštų kryptimi.
Tai pasiekiama pakartotinai valcuojant plieno lakštus, stipriai redukuojant (iki 70%) ir vėliau atkaitinant vandenilio atmosferoje. Tai skatina plieno gryninimą nuo deguonies ir anglies, taip pat kristalų išsiplėtimą ir jų orientaciją taip, kad kristalų kraštai sutaptų su riedėjimo kryptimi. Tokie plienai vadinami tekstūruotu... Jie turi didesnes magnetines savybes valcavimo kryptimi nei įprastas karštai valcuotas plienas.
Tekstūruoti plieno lakštai gaminami šalto valcavimo būdu. Magnetinis pralaidumas jie yra didesni, o histerezės nuostoliai mažesni nei karšto valcavimo lakštų.Be to, šaltai valcuoto plieno indukcija silpnuose magnetiniuose laukuose padidėja stipriau nei karšto valcavimo plieno, t.y. įmagnetinimo kreivė silpnuose laukuose yra žymiai didesnė nei karštai valcuoto plieno kreivė.
Ryžiai. 1. Elektros plieno lakštų gamybos procesas
Tačiau reikia pažymėti, kad dėl orientuoto plieno grūdelių orientacijos išilgai valcavimo krypties magnetinis pralaidumas kitomis kryptimis yra mažesnis nei karštai valcuoto plieno. Taigi, esant indukcijai 6 = 1,0 T valcavimo kryptimi, magnetinis pralaidumas μm = 50 000, o statmenai valcavimui μm - 5500. Šiuo atžvilgiu, montuojant W formos transformatoriaus šerdis, naudojamos atskiros plieninės juostos. , supjaustyti išilgai valcavimo ilgio, kurie vėliau sumaišomi taip, kad magnetinio srauto kryptis sutaptų su plieno riedėjimo kryptimi arba sudarytų su juo 180 ° kampą.
Fig. 2 parodytos elektrinio plieno EZZOA ir E41 įmagnetinimo kreivės trims magnetinio lauko stiprio diapazonams: 0 – 2,4, 0 – 24 ir 0 – 240 A/cm.
Ryžiai. 2. Elektros plieno įmagnetinimo kreivės: a — plienas E330A (tekstūruotas), b — plienas E41 (be tekstūros)
Elektros plieno lakštai pasižymi geromis magnetinėmis savybėmis – didele soties indukcija, maža prievartos jėga ir mažu histerezės nuostoliu. Dėl šių savybių jis plačiai naudojamas elektrotechnikoje elektros mašinų statoriaus ir rotoriaus šerdims, galios transformatorių šerdims, srovės transformatoriams ir įvairių elektros prietaisų magnetinėms šerdims gaminti.
Buitinis elektrotechninis plienas skiriasi savo silicio kiekiu, lakštų gamybos būdu, taip pat magnetinėmis ir elektrinėmis savybėmis.
Raidė D su pavadinimu plienas reiškia „elektrotechninis plienas“, pirmasis skaičius po raidės (1, 2, 3 ir 4) reiškia plieno legiravimo su siliciu laipsnį, o silicio kiekis procentais neviršija šių ribų: mažai legiruoto plieno (E1) nuo 0,8 iki 1,8, vidutinio legiruoto plieno (E2) nuo 1,8 iki 2,8, labai legiruoto plieno (EZ) nuo 2,8 iki 3,8, labai legiruoto plieno (E4) nuo 3,8 iki 4,8.
Vidutinė elektrinė varža tapti ρ taip pat priklauso nuo silicio kiekio. Kuo didesnis, tuo didesnis plieno silicio kiekis. Mirok E1 plienas turi varžą ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, E2 markės — 0,40 Ohm NS mm2/m, EZ markės — 0,5 Ohm NS mm2/m ir E4 markės — 0,6 Ohm NS mm2/m.
NSmagnetizavimas (W / kg). Šie nuostoliai yra mažesni, tuo didesnis skaičius, tai yra, tuo didesnis plieno legiravimo su siliciu laipsnis. Nuliai po šių skaičių ОznTarkime, kad plienas yra šalto valcavimo tekstūros (0) ir šaltai valcuoto žemos tekstūros (00). Raidė A žymi ypač mažus specifinius nuostolius keičiant plieno įmagnetinimą.
Elektros plienas gaminamas 240–1000 mm pločio, 720–2000 mm ilgio ir 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 ir 1,0 mm storio lakštų pavidalu. Tekstūruoti plienai yra plačiausiai naudojami, nes jie turi didžiausias magnetinių charakteristikų vertes.
Ryžiai. 3. Elektros plienas