Магнитомягкие материалы. Электротехнические стали

Электротехнические стали

Это сплавы железа с 0,5-5% кремния, который образует с железом твердый раствор.

Кремний переводит углерод из формы цементита в графит, действует как раскислитель, связывая вредные газы, прежде всего, кислород, способствует росту зерен, уменьшению констант магнитной анизотропии и магнитострикции, увеличивает сопротивление, т. е. уменьшает потери на вихревые токи.

При содержании Si > 5% ухудшаются механические свойства, повышается твердость, хрупкость.

Вредные примеси: углерод, сера, кислород, марганец. Свойства стали существенно улучшаются при создании магнитной текстуры, создаваемой холодной прокаткой и отжигом, уменьшающей потери приблизительно в 2 раза. При ребровой текстуре наилучшие магнитные свойства получаются в направлении прокатки, наихудшие-под углом 55° к направлению прокатки. При кубической текстуре наилучшие магнитные свойства обеспечиваются в направлении ребер куба элементарных ячеек.

В обозначении марок электротехнических сталей используются четыре цифры, обозначающие: 1-я-структурное состояние и вид прокатки-цифра 1-горячекатанная изотропная, 2-холоднокатанная изотропная, 3-холоднокатанная анизотропная с ребровой текстурой; вторая - содержание кремния в весовых процентах-классы 0,1,2,3,4,5 с содержанием кремния от 0,4% для класса 0 до 3,8-4,8% для класса 5; третья и четвертая цифры-гарантированные удельные потери и магнитная индукция. В таблице приведены характеристики различных типов электротехнических сталей с толщиной листа 0,35 мм, применяемых в энергетическом машиностроении.

Марка стали	Магнитная индукция B, Тл при напряженности магнитного поля H, кA/м	Удельные потери Вт/кг (не более)	ρ, мкО · мм
В 1	В 10	Р 1,0/50 Тл/Гц	Р 1,5/50 Тл/Гц
	горячекатаная сталь	1,35	3,0	0,6
1,30	1,9
	холоднокатаная изотропная сталь	2,5	0,5
1,35	1,95	1,15
	холоднокатаная анизотропная сталь	1,03	0,5
B 0,1/1,61	B 2,5/1,9	0,46

Для рассматриваемых сталей большое значение имеют удельные потери. Для оценки характеристик электротехнических сталей и сопоставления их с другими магнитными материалами приведем их усредненные значения: μнач = 200-600, μmax = 3000-8000, HC = 10-65 А/м, ВS = 1,95- 2,02 Тл, ρ = 0,25- 0,6 мкО • мм.

Электротехнические стали с высоким содержанием кремния следует применять, если требуются малые потери на гистерезис и вихревые токи и высокая проницаемость в слабых и средних полях. Холоднокатаные текстурованные стали имеют более высокую магнитную проницаемость в области слабых полей и более низкие удельные потери по сравнению с горячекатаными сталями.

После резки штамповки и др. операций с электротехнической сталью, появления наклепа, ухудшающего магнитные свойства, необходим отжиг в неокислительной среде при температуре 750-800°С.

Дата добавления: 2015-07-02