فولاد الکتریکی: تولید و کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تولید این نوع فولاد جایگاه پیشرو در میان سایر مواد مغناطیسی را به خود اختصاص می دهد. فولاد الکتریکی آلیاژی از آهن با سیلیکون است که نسبت آن از 0.5٪ تا 5٪ است. محبوبیت گسترده محصولات از این نوع را می توان با خواص الکترومغناطیسی و مکانیکی بالا توضیح داد. چنین فولادی از اجزای پرکاربرد ساخته شده است که هیچ کمبودی در آنها وجود ندارد. این هزینه پایین آن را توضیح می دهد.

تاثیر سیلیکون

این جزء در برهمکنش با آهن، محلولی متراکم با مقاومت بالا تشکیل می دهد که مقدار آن به درصد سیلیکون موجود در آلیاژ بستگی دارد. هنگامی که در معرض آهن خالص قرار می گیرد، خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد.

اما وقتی روی فنی تأثیر بگذارد، برعکس، تأثیر مثبتی دارد. نفوذپذیری آهن افزایش می یابد و در پایداری فلز بهبود می یابد. اثر مطلوب سیلیکون (Si) را می توان به صورت زیر توضیح داد. کربن تحت تأثیر این عنصر از حالت سمنتیت به گرافیت منتقل می شود که خاصیت مغناطیسی کمتری دارد. عنصر Si اثر نامطلوبی بر روی داردکاهش در القاء تأثیر آن به هدایت حرارتی و چگالی آهن گسترش می یابد.

ناخالصی در ترکیب

در ترکیب خود، فولاد الکتریکی ممکن است دارای اجزای دیگری باشد: گوگرد، کربن، منگنز، فسفر و غیره. مضرترین آنها کربن (C) است. می تواند به صورت سیمانیت و گرافیت باشد. این امر بر روی آلیاژ متفاوت تأثیر می گذارد، همانطور که بر درصد کربن تأثیر می گذارد. برای جلوگیری از الحاق ناخواسته عنصر C، فولاد نباید برای پیری و تثبیت بعدی به سرعت سرد شود.

اجزای زیر تأثیر منفی بر خواص مواد دارند: اکسیژن، گوگرد، منگنز. آنها کیفیت مغناطیسی آن را کاهش می دهند. آهن فنی در ترکیب آن لزوما ناخالصی دارد. در اینجا باید آنها را در مجموع در نظر گرفت، نه به روشی مشابه برای آهن خالص.

می توانید خواص فولاد را با حذف ناخالصی ها بهبود بخشید. اما این روش همیشه در تولید در مقیاس بزرگ سودمند نیست. اما با کمک نورد سرد، ورق فولادی الکتریکی خواص مغناطیسی در ساختار خود ایجاد می کند. این به شما امکان می دهد بهترین نتایج را بدست آورید. اما شلیک بیشتر لازم است.

نورد سرد

مدتها تصور می شد که سیلیکون باعث افزایش شکنندگی فولاد می شود. تولید عمدتاً با استفاده از نورد گرم انجام شد. سود نورد سرد کم بود.

تنها پس از اینکه کشف شد که کار سرد در امتداد جهت ماده باعث افزایش خواص مغناطیسی می شود، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. جهت های دیگر فقط بابدترین طرف نورد سرد اثر مفیدی بر خواص مکانیکی و همچنین بهبود کیفیت سطح ورق، افزایش موج‌پذیری آن و امکان مهر زنی دارد.

خواص متمایز فولاد الکتریکی با استفاده از کار سرد را می توان با تشکیل بافت کریستالوگرافی در آن توضیح داد. در چندین درجه متفاوت است. آنها به نوبه خود به دمایی که در آن نورد انجام می شود و همچنین به ضخامت ورق مورد نیاز و درجه کاهش آن بستگی دارند.

هزینه ورق یک ضخامت فولاد نورد گرم ۲ برابر کمتر از فولاد نورد سرد است.

اما این کیفیت منفی با تلفات حرارتی کم (کمتر از دو برابر) کیفیت بالا و امکان مهر زنی خوب آلیاژ نورد سرد کاملاً جبران می شود. تفاوت این فولادها در محتوای سیلیکون است. مقدار آن به ترتیب از 3.3٪ تا 4.5٪ است.

GOST

تولید کنندگان تنها دو نوع فولاد مطابق با GOST تولید می کنند.

نمایش اول - 802-58 "ورق الکتروتکنیکال". دومی فولاد الکتریکی GOST 9925-61 "نوار کلاف نورد سرد ساخته شده از فولاد الکتریکی".

تعیین

با حرف "E" مشخص شده و به دنبال آن عددی که ارقام آن معنای خاصی دارند:

• رقم اول در مقدار علامت گذاری به معنی درجه آلیاژ شدن فولاد با سیلیکون است.از کم آلیاژ به آلیاژ بالا، به ترتیب، در اعداد از 1 تا 4. دینامیک - اینها فولادهای گروه E1 و E2 هستند. ترانسفورماتور - E3 و E4.
• رقم دوم علامت گذاری دارای دامنه ای از 1 تا 8 است. این رقم خواص الکترومغناطیسی ماده را در شرایط کاری خاص نشان می دهد. با این علامت گذاری می توانید دریابید که در چه مناطقی می توان از این یا آن فولاد استفاده کرد.

عدد صفر بعد از عدد دوم به این معنی است که فولاد بافت دارد. اگر دو صفر وجود داشته باشد، به اندازه کافی بافت ندارد.

در پایان علامت گذاری می توانید حروف زیر را بیابید:

• "A" - از دست دادن مواد خاص بسیار کم.
• "P" ماده ای با استحکام غلتشی بالا و پرداخت سطح بالا است.

منطقه عملیاتی

آلیاژ با توجه به زمینه کاربرد به سه نوع تقسیم می شود:

• مناسب برای کار در میدان های مغناطیسی قوی و متوسط (خلوص مغناطیس مجدد 50 هرتز)؛
• مناسب برای کار در زمینه های متوسط تا 400 هرتز؛
• فولاد که در میدان های مغناطیسی متوسط و کم کار می کند.

ورق های فولادی الکتریکی در اندازه های زیر تولید می شوند: عرض از 240 تا 1000 میلی متر، طول می تواند از 720 میلی متر تا 2000 میلی متر باشد، ضخامت - در محدوده 0.1 تا 1 میلی متر. بیشتر از همه، فولادهای دانه گرا استفاده می شود، زیرا دارای ارزش بالایی از خواص الکترومغناطیسی هستند. ورق های این ماده اغلب در مهندسی برق استفاده می شود.

فولاد برق - خواص

ویژگی های آلیاژ:

• مقاومت. کیفیت مواد به طور مستقیم به این شاخص بستگی دارد. فولاد در مواردی استفاده می شود که لازم است الکتریسیته در داخل هادی وجود داشته باشد و آن را به مقصد برساند.
• نیروی قهری. مسئول توانایی میدان مغناطیسی داخلی برای مغناطیسی زدایی است. برای دستگاه های خاص، این ویژگی به درجات مختلف مورد نیاز است. ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی از قطعاتی با ظرفیت مغناطیسی زدایی بالا استفاده می کنند. برای فولاد، این شاخص مقدار کمی دارد. اما در مغناطیس های الکتریکی، برعکس، نیروی اجباری بالایی مورد نیاز است. برای اصلاح خواص مغناطیسی، درصد سیلیکون مورد نیاز به آلیاژ فولاد اضافه می شود.

• عرض حلقه هیسترزیس. این شاخص باید تا حد امکان پایین باشد.
• نفوذپذیری مغناطیسی. هر چه این شاخص بالاتر باشد، ماده با وظایف خود بهتر عمل می کند.
• ضخامت ورق. برای ساخت بسیاری از دستگاه ها و قطعات از موادی استفاده می شود که ضخامت آنها از یک میلی متر بیشتر نباشد. با این حال، در صورت لزوم، این شاخص به مقدار 0.1 میلی متر کاهش می یابد.

برنامه

مواد ورق درجه یک را می توان برای ساخت انواع مختلف مدارهای مغناطیسی برای رله ها و تنظیم کننده ها استفاده کرد.

فولاد برق درجه دو را می توان برای استارت AC و DC، هسته های روتور استفاده کرد.

کلاس سوم برای ساخت مدارهای مغناطیسی مناسب خواهد بودترانسفورماتورهای قدرت، و همچنین استارت های ماشین های سنکرون بزرگ.

برای ساخت قاب برای ماشین الکتریکی، باید از ریخته گری فولادی استفاده کنید که در آن میزان کربن بیش از 1٪ نباشد. محصولات ساخته شده از چنین موادی در معرض بازپخت تدریجی قرار می گیرند. فولاد کربنی در ساخت قطعات ماشین آلات جوش داده شده استفاده می شود.

قطب های اصلی برای ماشین های DC از این نوع مواد ساخته می شوند.

برای آن دسته از قطعات ماشینی که حداکثر بار را تحمل می کنند (چشمه ها، روتورها، محورهای آرمیچر)، آلیاژهایی با خواص مکانیکی بالا استفاده می شود. چنین موادی ممکن است حاوی نیکل، کروم، مولیبدن و تنگستن باشد. ساخت مدارهای مغناطیسی از فولاد الکتریکی امکان پذیر است. آنها برای ترانسفورماتورهای فرکانس پایین - 50 هرتز استفاده می شوند.

مدار مغناطیسی ایستاده

هسته های مغناطیسی به زره و میله تقسیم می شوند. هر گونه ویژگی های خاص خود را دارد.

میله: برای چنین مدار مغناطیسی، میله عمودی است و یک بخش پلکانی دارد که به صورت دایره ای محاط شده است. سیم‌پیچ‌های مدار مغناطیسی به شکل استوانه‌ای خاص روی آن‌ها قرار دارند.

زرهی

محصولات این طرح مستطیل شکل بوده و میله های آنها دارای سطح مقطع بوده و بصورت افقی قرار گرفته اند. این نوع مدار مغناطیسی فقط در دستگاه ها و سازه های پیچیده استفاده می شود. بنابراین، چنین طرح هایی به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند.

پس ما فهمیدیم فولاد چیستالکتریکی و محل استفاده از آن.