Elektrik çeliği ve özellikleri

Sac elektrik çeliği en yaygın olarak elektrik mühendisliğinde kullanıldı... Bu çelik, içeriği% 0,8 - 4,8 olan silikonlu bir demir alaşımıdır. Özelliklerini iyileştirmek için az miktarda herhangi bir maddeye katılan bu tür çeliklere alaşımlı denir.

Silikon, demire ferrosilikon (demir ile bir demir sisilid FeSi alaşımı) formunda verilir ve içinde çözünmüş halde bulunur Silikon, en zararlı (demirin manyetik özellikleri için) safsızlık - oksijen ile reaksiyona girerek demiri azaltır. oksitleri FeO ve kısmen cürufa geçen silikon dioksit SiO2'yi oluşturur.

Silikon ayrıca grafit oluşumu ile birlikte Fe3C (sementit) bileşiğinden karbon salınımını da destekler. Bu şekilde silikon, zorlayıcı kuvvette artışa neden olan demir bileşiklerini (FeO ve Fe3C) ortadan kaldırır ve — histerezis kaybı… Ayrıca demirde %4 veya daha fazla miktarda silisyum bulunması, saf demire göre elektrik direncini artırarak kayıplara neden olur. girdap akımları.

İçinde silikon artışı olan demirin Bs doygunluğunun önemli ölçüde artması ve% 6.4 silikonda (Bs = 2800 gauss) büyük bir değere ulaşması gerçeğine rağmen, ancak yine de silikon% 4.8'den fazla sokulmaz. Silikon içeriğinin %4,8'den fazla arttırılması, çeliklerin daha fazla kırılganlık kazanmasına, yani mekanik özelliklerinin bozulmasına neden olur.

Elektrik çeliği sansar fırınlarında eritilir. Levhalar, çelik bir külçenin soğuk veya sıcak halde haddelenmesiyle üretilir. Bu nedenle, soğuk ve sıcak haddelenmiş elektrikli çelik arasında ayrım yapın.

Demir, kübik bir kristal yapıya sahiptir. Mıknatıslanma çalışmasına göre, bu küpün farklı yönlerinde düzensiz olabileceği ortaya çıktı.Kristal, küpün kenarı boyunca en büyük mıknatıslanmaya, yüzün köşegeni boyunca en küçüğüne ve köşegen boyunca en küçüğüne sahiptir. küpün köşegeni. Bu nedenle, sacdaki tüm demir kristallerinin, küpün kenarları yönünde sıralar halinde yuvarlanma sürecinde düzenlenmesi arzu edilir.

Bu, güçlü bir indirgeme (%70'e kadar) ve müteakip bir hidrojen atmosferinde tavlama ile çelik sacların tekrar tekrar haddelenmesiyle elde edilir. Bu, çeliğin oksijen ve karbondan saflaştırılmasının yanı sıra kristallerin genişlemesini ve kristallerin kenarları haddeleme yönüyle çakışacak şekilde yönlendirilmelerini teşvik eder. Bu tür çeliklere dokulu denir... Haddeleme yönünde geleneksel sıcak haddelenmiş çelikten daha yüksek manyetik özelliklere sahiptirler.

Dokulu çelik saclar soğuk haddeleme ile üretilir. Manyetik geçirgenlik sıcak haddelenmiş saclara göre daha yüksektir ve histerezis kayıpları daha küçüktür.Ek olarak, soğuk haddelenmiş çelik için zayıf manyetik alanlardaki indüksiyon, sıcak haddelenmiş çeliğe göre daha güçlü bir şekilde artar, yani. zayıf alanlardaki mıknatıslanma eğrisi, sıcak haddelenmiş çelik için olan eğriden önemli ölçüde daha yüksektir.

Pirinç. 1. Elektrikli çelik sac imalat süreci

Bununla birlikte, tane yönelimli çeliğin haddeleme yönü boyunca tane yöneliminin bir sonucu olarak, diğer yönlerdeki manyetik geçirgenliğin sıcak haddelenmiş çelikten daha düşük olduğuna dikkat edilmelidir. Bu nedenle, indüksiyon 6 = 1.0 T ile haddeleme yönünde, manyetik geçirgenlik μm = 50.000 ve haddelemeye dik yönde μm - 5500. Bu bağlamda, W-şekilli transformatör çekirdeklerini monte ederken, ayrı çelik şeritler kullanılır , haddeleme uzunluğu boyunca kesilir ve daha sonra manyetik akının yönü çeliğin haddeleme yönü ile çakışacak veya onunla 180 ° 'lik bir açı yapacak şekilde karıştırılır.

İncirde. Şekil 2, elektrikli çelik EZZOA ve E41'in üç manyetik alan kuvveti aralığı için mıknatıslanma eğrilerini gösterir: 0 — 2,4, 0 — 24 ve 0 — 240 A/cm.

Pirinç. 2. Elektrikli çeliklerin manyetizasyon eğrileri: a — çelik E330A (dokulu), b — çelik E41 (dokusuz)

Elektrikli çelik sac, iyi manyetik özelliklere sahiptir; yüksek doygunluk indüksiyonu, düşük zorlayıcı kuvvet ve düşük histerezis kaybı. Bu özelliklerinden dolayı elektrik mühendisliğinde elektrik makinelerinin stator ve rotor çekirdeklerinin, güç trafosu çekirdeklerinin, akım trafolarının ve çeşitli elektrikli cihazların manyetik çekirdeklerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Elektrikli ev çeliği, manyetik ve elektriksel özelliklerin yanı sıra, sacların yapılma biçimindeki silikon içeriği bakımından farklılık gösterir.

D harfi "elektroteknik çelik" anlamına gelir, harften sonraki ilk sayı (1, 2, 3 ve 4) çeliğin silikon ile alaşımlanma derecesi anlamına gelir ve silikon içeriği% olarak aşağıdaki sınırlar içindedir: için düşük alaşımlı çelik (E1) 0,8'den 1,8'e, orta alaşımlı çelik (E2) için 1,8'den 2,8'e, yüksek alaşımlı çelik (EZ) için 2,8'den 3,8'e, yüksek alaşımlı çelik (E4) için 3,8'den 4,8'e.

Ortalama elektrik direncinin ρ olması silikon miktarına da bağlıdır. Çeliğin silikon içeriği ne kadar yüksek olursa, o kadar yüksek olur. Mirok E1 çeliklerinin direnci ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, E2 kaliteleri — 0,40 Ohm NS mm2/m, EZ kaliteleri — 0,5 Ohm NS mm2/m ve E4 kaliteleri — 0,6 Ohm NS mm2/m'dir.

NSmanyetizasyon (W / kg). Bu kayıplar daha küçüktür, sayı ne kadar yüksekse, yani çeliğin silikon ile alaşımlanma derecesi o kadar yüksektir. Bu sayılardan sonra sıfırlar Çeliğin soğuk haddelenmiş doku (0) ve soğuk haddelenmiş düşük doku (00) olduğunu varsayalım. A harfi, çeliğin mıknatıslanmasını tersine çevirirken özellikle düşük özgül kayıpları gösterir.

Elektrik çeliği, 240 ila 1000 mm genişliğinde, 720 ila 2000 mm uzunluğunda ve 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 ve 1,0 mm kalınlığında saclar şeklinde üretilmektedir. Dokulu çelikler, manyetik özelliklerin en yüksek değerlerine sahip oldukları için en yaygın kullanılanlardır.

Pirinç. 3. Elektrikli çelik