Что такое электротехническая сталь

Электротехническая сталь

тонколистовая магнитно-мягкая сталь для магнитопроводов (сердечников) электротехнического оборудования (трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т. д.). В зависимости от требуемого уровня магнитных свойств Э. с. содержит различное количество кремния. В соответствии с технологией производства Э. с. подразделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; до 3,3% Si) и горячекатаные (изотропные; до 4,5% Si); в качестве легирующей добавки Э. с. могут содержать до 0,5% Al. Иногда Э. с. условно разделяют на динамную (0,8—2,5% Si) и трансформаторную (3—4,5% Si). Э. с. выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05—1 мм. К Э. с. относится также чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1—8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров. Качество Э. с. характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и магнитной индукцией), изотропностью магнитных свойств (разницей в значениях магнитных свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами электроизоляционного покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии в магнитопроводах; повышение магнитной индукции стали позволяет уменьшить габариты магнитопроводов; снижение анизотропии магнитных свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводами. Э. с. обычно поставляется в отожжённом состоянии. Широкое применение находят высококачественные холоднокатаные Э. с., например Э. с. с ребровой текстурой, характеризующиеся пониженными удельными потерями (для листов толщиной 0,35 мм менее 1 вт/кг при индукции 1,5 тл и частоте 50 гц). Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей магнитопроводов, проводят дополнительный кратковременный отжиг при 800—850°С. Некоторые Э. с. поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня магнитных свойств после механической обработки необходимо проводить термическую обработку деталей.

Лит.: Дубров Н. Ф., Лапкин Н. И., Электротехнические стали, М., 1963; Дружинин В. В., Магнитные свойства электротехнической стали, 2 изд., М., 1974.

А. Г. Петренко.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

• Электротехническая промышленность
• Электротехнические и электронные монополии

Электротехническая сталь

Электротехническая сталь — тонколистовая сталь, используемая при изготовлении магнитопроводов электротехнического оборудования — электромагнитов, трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, реле, стабилизаторов и так далее.

Свойства

В зависимости от требуемых свойств, электротехническая сталь содержит различное количество кремния. В зависимости от технологии производства электротехнические стали разделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; количество кремния до 3,3% ) и горячекатаные (изотропные; количество кремния до 4,5% ). Нередко в качестве легирующей добавки в электротехнической стали может содержаться алюминий (до 0,5%). Иногда электротехнические стали условно разделяют на динамную (0,8—2,5% кремния) и трансформаторную (3—4,5% кремния).

Электро-магнитные свойства

Как правило электротехнические стали стараются выполнить:

• с возможно более высоким удельным электрическим сопротивлением;
• с возможно более низкой коэрцитивной силой;
• с возможно более узкой петлёй гистерезиса;
• с возможно более высокой магнитной проницаемостью.

Стали для постоянных магнитов выполняют с высокой коэрцетивной силой, с широкой петлёй гистерезиса.

Производство

Электротехническая сталь выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05—1 мм. Качество электротехнической стали характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и индукцией), изотропностью свойств (разницей в значениях свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами электроизоляционного покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии, а повышение максимальной индукции стали позволяет уменьшить габариты, снижение анизотропии свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводом. Электротехническая сталь обычно поставляется в отожжённом состоянии. Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей проводят дополнительный кратковременный отжиг при 800—850°С. Некоторые электротехнические стали поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня свойств после механической обработки необходимо проводить термическую обработку деталей.

Для изотропной тонколистовой электротехнической стали в различных странах приняты следующие стандарты: ГОСТ 21427.2-83, ASTM A677/A677M-89, EN 10106-96.

Ссылки

• Лит.: Дубров Н. Ф., Лапкин Н. И., Электротехнические стали, М., 1963; Дружинин В. В., свойства электротехнической стали, 2 изд., М., 1974.
• Электротехническая сталь — статья из Большой советской энциклопедии

• Сталь
• Пассивные компоненты

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ СТАЛЬ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ СТАЛЬ, тонколистовая магнитомягкая (см. МАГНИТОМЯГКИЕ МАТЕРИАЛЫ) сталь для магнитопроводов (сердечников) электротехнического оборудования (трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, стабилизаторов, реле и т. д.). К электротехническим сталям относятся кремнистая электротехническая сталь и чистое железо.
Кремнистая электротехническая сталь

Кремнистая электротехническая сталь является основным магнитомягким материалом массового потребления. По составу она представляет собой сплавы железа с (0.5—5)% кремния, которые образуют с железом твердый раствор (см. ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ) . Сплавы содержат также 0,1—0,3% Mn. В зависимости от требуемого уровня магнитных свойств, электротехническая сталь содержит различное количество кремния. Введение кремния уменьшает потери на вихревые токи (см. ВИХРЕВЫЕ ТОКИ) , так как увеличивает удельное сопротивление материала. Легирование кремнием приводит к увеличению начальной и максимальной магнитных проницаемостей, уменьшению коэрцитивной силы (см. КОЭРЦИТИВНАЯ СИЛА) и снижению потерь на гистерезис (см. ГИСТЕРЕЗИС) , уменьшает константы магнитной анизотропии и магнитострикции. Кремний способствует выделению углерода в виде графита, а также почти полному раскислению стали за счет химического связывания кислорода в SiO₂, который в виде шлака выделяется из расплава. Но при содержании Si более 5% ухудшаются механические свойства, повышаются твердость, хрупкость, сталь становится непригодной для штамповки
Кремнистая сталь обладает магнитной анизотропией (см. МАГНИТНАЯ АНИЗОТРОПИЯ) , подобной анизотропии чистого железа, т. е. направление легкого намагничивания совпадает с кристаллографическим направлением [100], а наиболее трудное намагничивание совпадает с пространственной диагональю [111] кубической элементарной ячейки.
В соответствии с технологией производства электротехнические стали подразделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; до 3,3% Si) и горячекатаные (изотропные; до 4,5% Si); в качестве легирующей добавки электротехнические стали могут содержать до 0,5% Al. При холодной прокатке возникают деформации, вызывающие преимущественную ориентацию кристаллических зерен. Отжиг при температуре 900—1000 о С снимает внутренние напряжения, и сопровождается интенсивной рекристаллизацией (укрупнением зерен), в результате которой кристаллические зерна осями легкого намагничивания ориентируются вдоль направления проката: получается ребровая текстура. Свойства стали существенно улучшаются при создании магнитной текстуры, создаваемой холодной прокаткой и отжигом (см. ОТЖИГ) , при котором происходит рекристаллизация (см. РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ) . Текстурированная сталь анизотропна по свойствам. Потери энергии при перемагничивании текстурованной стали ниже, а магнитная индукция выше, чем горячекатаной. Ее эффективное использование возможно лишь при такой конструкции магнитопровода, при которой магнитный поток целиком проходит вдоль направления легкого намагничивания. Легче всего это условие выполняется при использовании ленточных сердечников. При ребровой текстуре наилучшие магнитные свойства получаются в направлении прокатки, наихудшие — под углом 55 о к направлению прокатки, которое соответствует направлению трудного намагничивания.
При кубической текстуре наилучшие магнитные свойства обеспечиваются в направлении всех ребер куба элементарных ячеек.
Иногда электротехнические стали условно разделяют на динамную (0,8—2,5% Si) и трансформаторную (3—4,5% Si). Электротехническая сталь выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05—1 мм.
Чистое железо

Сплавы, в которых углерода менее 0,02%, называются технически чистым железом. Технически чистое железо относится также к электротехническим сталям.
Техническое железо(армко-железо (см. АРМКО-ЖЕЛЕЗО) ) содержит менее 0,04% С и имеет высокую магнитную проницаемость (m = 4500 Гс/Э). Оно является электротехническим магнитно-мягким материалом (марки Э, ЭА, ЭАА) и применяется для сердечников, полюсных наконечников, электромагнитов, пластин аккумуляторов.
Технически чистое железо (низкоуглеродистая электротехническая сталь) содержит менее 0.05% углерода и минимальное количество примесей других элементов. Получается прямым восстановлением чистых руд.
Железо в чистом виде является магнитомягким материалом, магнитные свойства которого существенно зависят от содержания примесей. Среди элементарных ферромагнетиков железо обладает наибольшей индукцией насыщения (около 2,2 Тл). У технически чистого железа магнитная проницаемость составляет m_н — (250—400), m _мах — (3500—4500), коэрцитивная сила H_c — (50—100) А/м, индукция насыщения B_s 2.18 Тл.Особо чистое железо, содержащее малое количество примесей получают двумя сложными способами:
Электролитическое железо — путем электролиза раствора сернокислого или хлористого железа. Магнитная проницаемость электролитического железа m_н — 600, m_мах — 15000, коэрцитивная сила Hc —30 А/м, индукция насыщения B s 2.18 Тл
Карбонильное железо получают посредством термического разложения пентакарбонила железа: Fe(CO)5 = Fe+5CО. У карбонильного железа магнитная проницаемость m_н — , m_мах — 15000, коэрцитивная сила Hc —30 А/м, индукция насыщения B_s 2.18 Тл
На магнитные свойства железа влияют химический состав, структура, размер зерна, искажения кристаллической решетки, механические напряжения. Магнитные свойства железа улучшаются при выращивании крупного зерна, в результате многократных переплавок в вакууме. Внутренние напряжения в деталях снимаются отжигом.
Качество электротехнической стали характеризуется величиной и изотропностью магнитных свойств, геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами электроизоляционного покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии в магнитопроводах; повышение магнитной индукции стали позволяет уменьшить габариты магнитопроводов; снижение анизотропии магнитных свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводами. Электротехнические стали применяют в производстве генераторов электрического тока, трансформаторов, электрических двигателей и др.

Энциклопедический словарь . 2009 .

• ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА
• ЭЛЕКТРОФАРФОР

Электротехническая сталь: виды, свойства и применение

Электротехническая (или трансформаторная) сталь позволяет снижать потери тока на перемагничивание. Поэтому ее используют при изготовлении частей трансформаторов, реле, электродвигателей, звонков. Высокая магнитная проводимость достигается благодаря повышенному содержанию кремния в сплавах. Он имеется в молекулах ферросилиция – этим веществом легируют стали. Содержание кремния в трансформаторных сплавах может достигать нескольких процентов от общей массы изделия.

Такая сталь стоит даже дороже нержавейки. Это объясняется высоким удельным электрическим сопротивлением электротехнических сплавов. Благодаря ему перегрев электрической техники снижается, а КПД – возрастает.

Электротехническая сталь – основной материал при производстве трансформаторов

Свойства трансформаторных сталей

Если сравнивать легированный каленый сплав и электротехнический с высоким содержанием кремния, второй позволит сократить потери на вихревое перемагничивание на 30 %. Это делает его прекрасным магнитопроводом. Чем больше содержание кремния, тем меньше потери. Но если его добавить слишком много, деталь станет очень ломкой, а значительного положительного эффекта не будет. Поэтому стоит соблюдать предельные значения.

Благодаря использованию кремния в сплаве можно уменьшить затраты железа до 1/5 от массы изделия. Вихревые потери можно сократить, если истончить пластины из трансформаторной стали. Например, в питающей сети трансформатора на 50–60 Гц их толщина всего 0,5 мм. В трансформаторах на 400 Гц используются пластины на 1 мм.

Виды электротехнических сталей

При любом составе трансформаторных сплавов сначала производятся заготовки. Они представляют собой раскаленные докрасна слитки одинаковой формы и размера. Далее способы производства делятся на горячую и холодную прокатку. Расскажем о каждом из них подробнее.

Горячая прокатка трансформаторной стали

У горячекатаных электротехнических сплавов нет особых свойств. Их отличает лишь высокая процентная доля кремния (4,5 % от массы детали) и алюминий, который используется для легирования (0,5 %). Такой сплав применяется для изготовления динамо. Горячекатаные стали без алюминия называются релейными. Из них делают пластины генераторов.

При производстве раскаленные заготовки трансформаторной стали прокатывают через специальные валки. Иногда это повторяется несколько раз. Так регулируют толщину листов и их размеры. После остывания получившиеся пластины разрезают на равные фрагменты и упаковывают для отправки заказчику.

Холодная прокатка электротехнической стали

Горячекатаные трансформаторные сплавы медленно отходят в прошлое. По характеристикам они сильно уступают аналогам холодной прокатки. Детали из холоднокатаных сплавов значительно лучше преобразуют электрическую энергию в механическую и наоборот. Все дело в упорядочивании связей кристаллической решетки. При правильном направлении холодной прокатки ячейки увеличивают, повышая магнитную проницаемость стали.

Перед холодной прокаткой также заливают заготовки. Сначала их раскатывают в горячем виде, а после остывания дополнительно пропускают через валки. Опытный прокатчик верно подбирает направление, чтобы оно совпадало с направляющими жесткости кристаллической решетки.

Горячекатаная трансформаторная сталь отходит в прошлое

Маркировка и применение электротехнических сталей

Все трансформаторные сплавы делятся на изотропные и неизотропные. Первые представлены марками 2011, 2012 и десятками наименований далее по порядку. Неизотропные стали обозначают марками 3311, 3411 и далее по порядку.

От маркировки электротехнического сплава зависят его свойства, соответственно и область применения. Например, марки 1311 и 1312 используют для производства пластин трехфазных асинхронных двигателей мощностью 100–400 кВт. Из сплавов 1211, 1212 и т. д. делают роторы, пластины статорных сборок. Также их используют для производства аппаратов МРТ, триммеров для стрижки волос.

Марки электротехнических сплавов 1411, 1412 и 2411 применяют для 400-герцовых двигателей мощностью до 1 мВт. Из них делают также пластины сердечников и трансформаторы. При этом тонкие детали достаточно хрупки. Они ломаются при малейших механических нагрузках. Однако пластины сохраняют целостность при сборке-разборке устройств.

• Трубы профильные прямоугольные от поставщика адронного коллайдера?
• Электросварная стальная труба
• Горячекатаный лист
• Холоднокатаный лист
• Шестигранник стальной
• Арматура а500с оптом
• Стальная труба оптом
• Металлопрокат оптом
• Где купить оцинкованные листы?
• Купить электроды
• Двутавровая балка
• Стальной уголок
• Листовая низколегированная сталь
• Бесшовные стальные трубы
• Арматура А1 оптом
• Арматура А3 оптом
• Стальная проволока
• Стальная квадратная труба
• Купить профнастил
• Арматура в Москве
• Оцинкованный лист 0.5 мм
• Оцинкованный лист 0.7 мм
• Оцинкованный лист 1 мм
• Виды и особенности ножничных подъемников
• Сфера применения подъемных столов
• Конструкция ножничного подъемного стола
• Чем ножничные подъемные столы отличаются от других видов подъемников
• Как изготавливаются подъемные столы
• Ремонт и техническое обслуживание подъемных столов
• Типы опор наружного освещения: фланцевые и прямостоечные
• Как изготавливают опоры освещения
• Защитные покрытия опор освещения
• Опоры освещения: стальные или железобетонные?
• Антивандальные опоры освещения
• Опоры освещения для парков
• Опоры для освещения дорог
• Опоры освещения на несколько рожков
• Изготовление лестниц из нержавеющей стали
• Закладные детали фундамента
• Сталь разных производителей: что мы из нее изготавливаем
• Марки стали, которые мы используем в металлопрокате
• Доклевеллеры и направляющие для колес — два атрибута крупных перегрузочных пунктов
• Перегрузочные мосты: виды и характеристики
• Подъемные столы по индивидуальному заказу
• ГОСТ 16523: чем отличаются редакции документа 1970, 1989 и 1997 года
• Элементы благоустройства городской среды
• Ограждения из нержавеющей стали
• Облицовка строительных конструкций нержавеющей сталью
• Металлоконструкции для сбора мусора: урны и мусорные баки
• Металлические остановки общественного транспорта