Elektriskais tērauds un tā īpašības
Elektrotehnikā visplašāk tika izmantots lokšņu elektrotērauds... Šis tērauds ir dzelzs sakausējums ar silīciju, kura saturs ir 0,8 - 4,8%. Šādus tēraudus, kas tiek ievadīti nelielā daudzumā jebkuru vielu, lai uzlabotu to īpašības, sauc par leģētiem.
Silīcijs tiek ievadīts dzelzē ferosilīcija veidā (dzelzs cissilīda FeSi sakausējums ar dzelzi) un atrodas tajā izšķīdinātā stāvoklī Silīcijs reaģē ar viskaitīgāko (dzelzs magnētiskajām īpašībām) piemaisījumu — skābekli, reducējot dzelzi no tā oksīdi FeO un veido silīcija dioksīdu SiO2, kas daļēji nonāk izdedžos.
Silīcijs arī veicina oglekļa izdalīšanos no savienojuma Fe3C (cementīts), veidojot grafītu. Tādā veidā silīcijs likvidē dzelzs savienojumus (FeO un Fe3C), kas izraisa piespiedu spēka palielināšanos un — histerēzes zudums… Turklāt silīcija klātbūtne dzelzs daudzumā par 4% vai vairāk palielina elektrisko pretestību salīdzinājumā ar tīru dzelzi, kā rezultātā tiek zaudēti virpuļstrāvas.
Neskatoties uz to, ka dzelzs piesātinājuma indukcija Bs ar silīcija pieaugumu tajā ievērojami palielinās un sasniedz lielu vērtību pie 6,4% silīcija (Bs = 2800 gauss), tomēr silīcijs tiek ievadīts ne vairāk kā 4,8%. Silīcija satura palielināšana par vairāk nekā 4,8% noved pie tā, ka tēraudi iegūst paaugstinātu trauslumu, t.i., pasliktinās to mehāniskās īpašības.
Elektrisko tēraudu kausē cauna krāsnīs. Loksnes ražo, velmējot tērauda lietni aukstā vai karstā stāvoklī. Tāpēc nošķiriet auksti un karsti velmētu elektrotēraudu.
Dzelzs ir kubiska kristāliska struktūra. Pēc magnetizācijas pētījuma atklājās, ka tā var būt nevienmērīga dažādos šī kuba virzienos.Kristālam ir vislielākā magnetizācija gar kuba malu, mazākā gar sejas diagonāli, bet mazākā – gar kuba malu. kuba diagonāle. Tāpēc vēlams, lai visi dzelzs kristāli loksnē velmēšanas gaitā būtu sakārtoti rindās kuba malu virzienā.
To panāk, atkārtoti velmējot tērauda loksnes ar spēcīgu samazināšanu (līdz 70%) un sekojošu atkvēlināšanu ūdeņraža atmosfērā. Tas veicina tērauda attīrīšanu no skābekļa un oglekļa, kā arī kristālu izplešanos un to orientāciju, lai kristālu malas sakristu ar velmēšanas virzienu. Šādus tēraudus sauc par teksturētiem... Tiem ir augstākas magnētiskās īpašības velmēšanas virzienā nekā parastajam karsti velmētam tēraudam.
Teksturētas tērauda loksnes ražo aukstās velmēšanas ceļā. Magnētiskā caurlaidība tie ir lielāki un histerēzes zudumi ir mazāki nekā karsti velmētajām loksnēm.Turklāt auksti velmētam tēraudam indukcija vājos magnētiskajos laukos palielinās spēcīgāk nekā karsti velmētam tēraudam, t.i. magnetizācijas līkne vājos laukos ir ievērojami augstāka nekā karsti velmēta tērauda līkne.
Rīsi. 1. Elektrotērauda loksnes ražošanas process
Tomēr jāņem vērā, ka graudu orientēta tērauda graudu orientācijas rezultātā velmēšanas virzienā magnētiskā caurlaidība citos virzienos ir zemāka nekā karsti velmētam tēraudam. Tātad ar indukciju 6 = 1,0 T velmēšanas virzienā magnētiskā caurlaidība μm = 50 000 un velmēšanai perpendikulāri virzienā μm — 5500. Šajā sakarā, montējot W formas transformatora serdeņus, tiek izmantotas atsevišķas tērauda sloksnes. , sagriezti pa velmēšanas garumu, kurus pēc tam sajauc tā, lai magnētiskās plūsmas virziens sakristu ar tērauda velmēšanas virzienu vai izveidotu 180 ° leņķi ar to.
attēlā. 2 parāda elektrotērauda EZZOA un E41 magnetizācijas līknes trim magnētiskā lauka intensitātes diapazoniem: 0 - 2,4, 0 - 24 un 0 - 240 A / cm.
Rīsi. 2. Elektrisko tēraudu magnetizācijas līknes: a — tērauds E330A (teksturēts), b — tērauds E41 (bez faktūras)
Elektriskajai tērauda loksnei ir labas magnētiskās īpašības — augsta piesātinājuma indukcija, mazs piespiedu spēks un zems histerēzes zudums. Pateicoties šīm īpašībām, to plaši izmanto elektrotehnikā elektrisko mašīnu statora un rotoru serdeņu, spēka transformatoru serdeņu, strāvas transformatoru un dažādu elektrisko ierīču magnētisko serdeņu ražošanai.
Mājsaimniecības elektrotērauds atšķiras ar silīcija saturu, lokšņu izgatavošanas veidu, kā arī magnētiskajām un elektriskām īpašībām.
Burts D ar apzīmējumu tērauds nozīmē "elektrotehnikaničnaja tērauds", pirmais cipars aiz burta (1, 2, 3 un 4) nozīmē tērauda sakausējuma pakāpi ar silīciju, un silīcija saturs ir šādās robežās procentos: mazleģētajam tēraudam (E1) no 0,8 līdz 1,8, vidēji leģētam tēraudam (E2) no 1,8 līdz 2,8, augsti leģētam tēraudam (EZ) no 2,8 līdz 3,8, augsti leģētam tēraudam (E4) no 3,8 līdz 4,8.
Vidējā elektriskā pretestība, lai kļūtu par ρ, ir atkarīga arī no silīcija daudzuma. Jo augstāks, jo lielāks silīcija saturs tēraudā. Mirok E1 tēraudiem ir pretestība ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, E2 markas — 0,40 Ohm NS mm2/m, EZ markas — 0,5 Ohm NS mm2/m un E4 markas — 0,6 Ohm NS mm2/m.
NSmagnetizācija (W / kg). Šie zudumi ir mazāki, jo lielāks skaits, tas ir, jo augstāka ir tērauda sakausējuma pakāpe ar silīciju. Nulles aiz šiem skaitļiem ОznPieņemsim, ka tēraudam ir auksti velmēta tekstūra (0) un auksti velmēta zema tekstūra (00). Burts A norāda īpaši zemus īpatnējos zudumus, mainot tērauda magnetizāciju.
Elektrisko tēraudu ražo lokšņu veidā ar platumu no 240 līdz 1000 mm, garumu no 720 līdz 2000 mm un biezumu 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 un 1,0 mm. Teksturētie tēraudi ir visplašāk izmantotie, jo tiem ir visaugstākās magnētisko īpašību vērtības.
Rīsi. 3. Elektriskais tērauds