Elektrotechnická ocel: výroba a aplikace

Výroba tohoto druhu oceli zaujímá dominantní postavení mezi jinými magnetickými materiály. Elektrotechnická ocel je slitina železa s křemíkem, jejíž podíl je od 0,5% do 5%. Širokou popularitu výrobků tohoto druhu lze vysvětlit vysokými elektromagnetickými a mechanickými vlastnostmi. Taková ocel je vyrobena z široce distribuovaných součástí, kde není žádný nedostatek. To vysvětluje jeho nízké náklady.

Vliv křemíku

Tato složka, ve vzájemném působení se železem, vytváří husté řešení s vysokým specifickým odporem, jehož hodnota závisí na procentu křemíku v slitině. Při vystavení čistému železu ztrácí své magnetické vlastnosti. Ale když dopad na technický, naopak, pozitivně ovlivňuje. Propustnost železa se zvyšuje a stabilita kovu se zlepšuje. Příznivé působení křemíku (Si) lze vysvětlit následujícím způsobem. Pod vlivem tohoto prvku dochází k přechodu uhlíku na grafit ze stavu cementitu, který má méně magnetických vlastností. Prvek Si má nežádoucí účinek na snížení indukce. Jeho vliv se rozšiřuje na tepelnou vodivost a hustotu železa.

Nečistoty v kompozici

Ve svém složení oceli elektrotechnický materiál může obsahovat další složky: síru, uhlík, mangan, fosfor a další. Nejškodlivější z nich je uhlík (C). Může být ve formě jak cemenitu, tak grafitu. To má jiný účinek na slitinu, stejně jako procento obsahu uhlíku. Aby se předešlo nežádoucím vměstkům prvku C, nemůže být oceli rychle ochlazováno pro další stárnutí a stabilizaci.

Následující komponenty mají negativní vliv na vlastnosti materiálu: kyslík, síra, mangan. Snižují své magnetické vlastnosti. Technické železo ve svém složení nutně obsahuje nečistoty. Zde je nutno je brát v úvahu v souhrnu, ne jako u čistého železa.

Je možné zlepšit vlastnosti oceli použitím nečistot. Tato metoda však není vždy vhodná pro výrobu ve velkém měřítku. Ale s pomocí elektrotechniky oceli za studena válcovaného plechu tvoří ve své struktuře magnetické vlastnosti. To vám umožní dosáhnout lepších výsledků. Je však zapotřebí další střelba.

Studené válcování

Dlouho se předpokládalo, že křemík zvyšuje křehkost oceli. Výroba byla prováděna hlavně válcováním za tepla. Výnosnost válcování za studena byla nízká.

Pouze poté, co bylo zjištěno, že studené zpracování ve směru zvyšuje magnetické vlastnosti materiálu, se stalo široce používáním. Ostatní oblasti se ukázaly jen z nejhorší strany. Studené válcování mělo příznivý vliv na mechanické vlastnosti, zlepšilo kvalitu povrchu plechu, zvýšilo jeho vlnitost a umožnilo děrování.

Charakteristické vlastnosti elektrotechnické oceli získané aplikací zpracování za studena lze vysvětlit vytvořením krystalografické struktury. Vyznačuje se několika stupni. Ty naopak závisí na teplotě, při které prochází válcování, také na tloušťce požadovaného listu a na tom, do jaké míry je komprimován.

Náklady na jednu vrstvu tloušťky válcované oceli za tepla jsou 2krát nižší než u oceli za studena válcované oceli. Ale tato negativní kvalita je zcela kompenzována nízkými tepelnými ztrátami (méně než asi dvakrát), vysokou kvalitou a možností dobrého razítka za studena válcované slitiny. Rozdíl v těchto ocelích je obsah křemíku. Jeho množství se pohybuje od 3,3% do 4,5%.

GOST

Výrobci vyrábějí pouze dva typy ocelí, které splňují požadavky GOST. První typ - 802-58 "Elektrotechnický tenkostěnný". Druhá z nich je elektrotechnická ocel GOST 9925-61 "Za studena válcovaná vinutá páska z elektrotechnické oceli".

Označení

Označuje se písmenem "E", po němž následuje číslo, jehož čísla mají určitou hodnotu:

• První číslice v hodnotě označení znamená stupeň legování oceli s křemíkem. Od lehce legované až po vysoce dopované, resp. Na obrázcích od 1 do 4. Dinamic - to je ocel ze skupin E1 a E2. Transformátor - E3 a E4.
• Druhá číslice označení má rozsah od 1 do 8. Ukazuje elektromagnetické vlastnosti materiálu při použití za určitých provozních podmínek. Tímto označením je možné zjistit, ve kterých oblastech může být použita jedna nebo druhá ocel.

Číslo nuly následované druhou číslicí znamená, že ocel je texturovaná. Pokud jsou dvě nuly, pak je trochu texturou.

Na konci označení můžete vidět následující písmena:

• "A" - specifické ztráty materiálu jsou velmi nízké.
• "P" je materiál s vysokou pevností válcovaných výrobků a vysokou povrchovou úpravou.

Oblast působení

Slitina je rozdělena do tří typů použití:

• Vhodné pro provoz v silných a středních magnetických polích (čistota remagnetizace 50 Hz);
• Vhodné pro práci ve středních polích s frekvencí až do 400 Hz;
• Ocel, která je provozována ve středních a malých magnetických polích.

Elektrotechnické ocelové plechy jsou vyráběny v těchto velikostech: šířka od 240 do 1000 mm, délka může být od 720 mm do 2000 mm, tloušťka - v rozmezí od 0,1 do 1 mm. Nejčastěji se používají ocelové struktury, protože mají vysokou hodnotu elektromagnetických vlastností. Listy tohoto materiálu se často používají v elektrotechnice.

Vlastnosti elektrotechnické oceli

Vlastnosti slitiny:

• Specifický odpor. Kvalita materiálu přímo závisí na tomto indikátoru. Ocel se používá tam, kde je nutné držet elektřinu uvnitř vodiče a dodat ji do místa určení.
• Nucená síla. Odpovídá za schopnost demagnetizovat vnitřní magnetické pole. U některých zařízení je tato vlastnost vyžadována v různých stupních. U transformátorů a elektromotorů se používají díly s vysokou schopností demagnetizace. U oceli má tento indikátor nízkou hodnotu. Ale u elektromagnetů je naopak nutná vysoká donucovací síla. Pro opravu magnetických vlastností je do slitiny z oceli přidáno nezbytné procento křemíku.

• Šířka hystereze smyčky. Tento indikátor by měl být co nejmenší.
• Magnetická propustnost. Čím vyšší je tento ukazatel, tím lépe materiál "vyřeší" své úkoly.
• Tloušťka plechu. Pro výrobu mnoha přístrojů a součástí používejte materiály, které mají tloušťku menší než jeden milimetr. V případě potřeby se však tato hodnota sníží na hodnotu 0,1 mm.

Aplikace

Z plošných materiálů první třídy je možné vyrábět různé typy magnetických obvodů pro relé a regulátory.

Elektrotechnická ocel druhé třídy se používá pro spouštěče elektrických strojů stejnosměrných a střídavých proudů, rotorových jader. Třetí třída bude vhodná pro výrobu magnetických jader výkonové transformátory, stejně jako spouštěče velkých synchronních strojů.

Pro výrobu rámu pro elektrický stroj je nutné použít ocelový odlitek, jehož obsah uhlíku není větší než 1%. Výrobky vyrobené z takového materiálu jsou vystaveny postupnému žíhání. Uhlíková ocel používaných při výrobě dílů strojů, které jsou předmětem svařování. Z těchto typů materiálů jsou hlavní póly pro DC stroje.

Pro ty části strojů, které nesou maximální zatížení (pružiny, rotory, hřídele kotev), používejte slitiny s vysokými mechanickými vlastnostmi. Takový materiál může obsahovat nikl, chrom, molybden a wolfram. Je možné vyrábět magnetické jádro z elektrické oceli. Používají se pro nízkofrekvenční transformátory - 50 Hz.

Jádro magnetického jádra

Magnetické jádra je rozdělí na pancéřové a jádrové jádro. Každý druh má své vlastní vlastnosti.

Tyč: pro takové magnetické jádro je tyč svislá a má stupňovitý průřez v kruhu. Vinutí magnetického obvodu jsou umístěny na nich se speciálním válcovitým tvarem.

Obrněné

Výrobky tohoto provedení mají obdélníkový tvar a jejich tyče mají průřez, jsou umístěny vodorovně. Tento typ magnetického jádra se používá pouze v komplexních zařízeních a strukturách. Proto takové návrhy nejsou široce používány.

Tak jsme zjistili, co je elektrická ocel a kde se používá.