Thép điện: sản xuất và ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Việc sản xuất loại thép này chiếm vị trí hàng đầu trong số các vật liệu từ tính khác. Thép điện là hợp kim của sắt với silic, tỷ trọng từ 0,5% đến 5%. Sự phổ biến rộng rãi của các sản phẩm loại này có thể được giải thích bởi các đặc tính điện từ và cơ học cao. Thép như vậy được làm từ các thành phần được sử dụng rộng rãi, trong đó không có sự thiếu hụt. Điều này giải thích cho chi phí thấp của nó.

Ảnh hưởng của silicon

Thành phần này, khi tương tác với sắt, tạo thành một dung dịch đậm đặc có điện trở suất cao, giá trị của nó phụ thuộc vào phần trăm silicon trong hợp kim. Khi tiếp xúc với sắt nguyên chất, nó mất tính chất từ tính.

Nhưng khi nó ảnh hưởng đến kỹ thuật, ngược lại, nó có tác dụng tích cực. Tính thấm của sắt tăng lên và có sự cải thiện về tính ổn định của kim loại. Tác dụng thuận lợi của silic (Si) có thể được giải thích như sau. Dưới ảnh hưởng của nguyên tố này, cacbon được chuyển thành graphit từ trạng thái xi măng, có tính chất ít từ tính hơn. Nguyên tố Si có ảnh hưởng không mong muốn đối vớigiảm cảm ứng. Ảnh hưởng của nó mở rộng đến độ dẫn nhiệt và mật độ của sắt.

Tạp chất trong thành phần

Trong thành phần của nó, thép điện có thể chứa các thành phần khác: lưu huỳnh, cacbon, mangan, phốt pho và các thành phần khác. Trong đó có hại nhất là cacbon (C). Nó có thể ở dạng cả xi măng và than chì. Điều này ảnh hưởng đến hợp kim khác nhau, cũng như tỷ lệ phần trăm carbon. Để tránh những tạp chất không mong muốn của nguyên tố C, thép không được làm nguội nhanh chóng cho quá trình lão hóa và ổn định tiếp theo.

Các thành phần sau có tác động tiêu cực đến tính chất của vật liệu: oxy, lưu huỳnh, mangan. Chúng làm giảm chất lượng từ tính của nó. Sắt kỹ thuật trong thành phần của nó nhất thiết phải có tạp chất. Ở đây, chúng phải được tính đến trong tổng thể, không phải theo cách giống như đối với sắt nguyên chất.

Bạn có thể cải thiện các đặc tính của thép bằng cách loại bỏ các tạp chất. Nhưng phương pháp này không phải lúc nào cũng có lợi trong sản xuất quy mô lớn. Nhưng với sự trợ giúp của cán nguội, thép tấm điện hình thành các đặc tính từ tính trong cấu trúc của nó. Điều này cho phép bạn đạt được kết quả tốt nhất. Nhưng cần phải bắn thêm nữa.

Cán nguội

Silicon từ lâu đã được cho là có thể làm tăng độ giòn của thép. Việc sản xuất diễn ra chủ yếu bằng phương pháp cán nóng. Khả năng sinh lời của cán nguội thấp.

Chỉ sau khi người ta phát hiện ra rằng việc làm lạnh dọc theo hướng của vật liệu làm tăng tính chất từ tính, nó đã được sử dụng rộng rãi. Các hướng khác chỉ hiển thị vớimặt xấu nhất. Cán nguội có tác dụng có lợi đối với các tính chất cơ học, cũng như cải thiện chất lượng của bề mặt tấm, tăng độ cứng và làm cho nó có thể dập được.

Các tính chất đặc biệt mà thép điện nhận được thông qua quá trình gia công nguội có thể được giải thích bằng sự hình thành kết cấu tinh thể trong đó. Nó khác nhau ở một số mức độ. Đổi lại, chúng phụ thuộc vào nhiệt độ diễn ra quá trình cán, cũng như độ dày của tấm yêu cầu và mức độ giảm xuống.

Giá thành của một tấm có độ dày bằng thép cán nóng thấp hơn 2 lần so với thép cán nguội.

Nhưng chất lượng tiêu cực này được bù đắp hoàn toàn bằng tổn thất nhiệt thấp (ít hơn khoảng hai lần), chất lượng cao và khả năng dập tốt của hợp kim cán nguội. Sự khác biệt trong các loại thép này là hàm lượng silicon. Số tiền của nó tương ứng là từ 3,3% đến 4,5%.

ĐI

Các nhà sản xuất chỉ sản xuất hai loại thép tuân thủ GOST.

Chế độ xem đầu tiên - 802-58 "Tờ kỹ thuật điện". Loại thứ hai là thép điện GOST 9925-61 "Dải cuộn cán nguội làm bằng thép điện".

Chỉ định

Được đánh dấu bằng chữ cái "E", theo sau là một số có các chữ số có ý nghĩa cụ thể:

• Chữ số đầu tiên trong giá trị đánh dấu có nghĩa là mức độ hợp kim của thép với silicon. Từ hợp kim thấp đến hợp kim cao, lần lượt theo số từ 1 đến 4. Động - đây là các loại thép từ nhóm E1 và E2. Máy biến áp - E3 và E4.
• Chữ số thứ hai của nhãn hiệu có phạm vi từ 1 đến 8. Nó thể hiện các đặc tính điện từ của vật liệu khi được sử dụng trong một số điều kiện hoạt động nhất định. Bằng cách đánh dấu này, bạn có thể tìm ra loại thép này hoặc thép có thể được sử dụng trong lĩnh vực nào.

Số không theo sau số thứ hai có nghĩa là thép đã được kết cấu. Nếu có hai số không thì nó không đủ kết cấu.

Ở cuối phần đánh dấu, bạn có thể tìm thấy các chữ cái sau:

• "A" - tổn thất vật liệu cụ thể rất thấp.
• "P" là vật liệu có độ bền cán cao và độ hoàn thiện bề mặt cao.

Khu vực hoạt động

Hợp kim được chia thành ba loại tùy theo lĩnh vực ứng dụng:

• thích hợp làm việc trong từ trường mạnh và trung bình (độ tinh khiết khử từ 50 Hz);
• phù hợp để làm việc trong trường trung bình lên đến 400Hz;
• thép hoạt động trong từ trường trung bình và thấp.

Tấm thép điện được sản xuất với các kích thước sau: chiều rộng từ 240 đến 1000 mm, chiều dài có thể từ 720 mm đến 2000 mm, độ dày - trong khoảng từ 0,1 đến 1 mm. Hầu hết, thép hướng hạt được sử dụng, vì chúng có giá trị cao về đặc tính điện từ. Các tấm vật liệu này thường được sử dụng trong kỹ thuật điện.

Thép điện - đặc tính

Tính chất hợp kim:

• Điện trở suất. Chất lượng của vật liệu phụ thuộc trực tiếp vào chỉ tiêu này. Thép được sử dụng ở những nơi cần thiết để chứa điện bên trong dây dẫn và đưa nó đến đích.
• Cưỡng chế. Chịu trách nhiệm về khả năng khử từ của từ trường bên trong. Đối với một số thiết bị, thuộc tính này được yêu cầu ở các mức độ khác nhau. Máy biến áp và động cơ điện sử dụng các bộ phận có khả năng khử từ cao. Đối với thép, chỉ tiêu này có giá trị thấp. Nhưng ở nam châm điện thì ngược lại, cần lực cưỡng bức cao. Để điều chỉnh các tính chất từ tính, tỷ lệ silic cần thiết được thêm vào hợp kim thép.

• Chiều rộng của vòng lặp trễ. Chỉ số này càng thấp càng tốt.
• Tính thẩm thấu từ tính. Chỉ số này càng cao, vật liệu càng "thực hiện" tốt các nhiệm vụ của nó.
• Độ dày của tấm. Để sản xuất nhiều thiết bị và bộ phận, vật liệu được sử dụng có độ dày không vượt quá một milimét. Tuy nhiên, nếu cần, chỉ báo này sẽ giảm xuống giá trị 0,1 mm.

Đơn

Vật liệu tấm hạng nhất có thể được sử dụng để chế tạo các loại mạch từ khác nhau cho rơ le và bộ điều chỉnh.

Thép điện cấp hai có thể được sử dụng cho bộ khởi động AC và DC, lõi rôto.

Lớp thứ ba sẽ phù hợp để sản xuất mạch từ tính chomáy biến áp, cũng như bộ khởi động của máy điện đồng bộ lớn.

Để làm khung cho máy điện, bạn cần sử dụng thép đúc, trong đó hàm lượng cacbon không quá 1%. Các sản phẩm làm từ vật liệu này được ủ dần dần. Thép cacbon được sử dụng trong sản xuất các bộ phận máy được hàn.

Cực chính của máy điện một chiều được làm từ các loại vật liệu này.

Đối với những chi tiết máy chịu tải lớn nhất (lò xo, rô to, trục phần ứng), người ta sử dụng hợp kim có cơ tính cao. Vật liệu này có thể chứa niken, crom, molypden và vonfram. Có thể chế tạo mạch từ từ thép điện. Chúng được sử dụng cho máy biến áp tần số thấp - 50Hz.

Mạch từ đứng

Lõi từ tính được chia thành áo giáp và thanh truyền. Mỗi loài có đặc điểm riêng.

Thanh: đối với mạch từ như vậy, thanh là phương thẳng đứng và có phần bước nội tiếp trong một hình tròn. Các cuộn dây của mạch từ nằm trên chúng có dạng hình trụ đặc biệt.

Bọc giáp

Sản phẩm của thiết kế này có hình chữ nhật và các thanh của chúng có mặt cắt ngang, chúng nằm ngang. Loại mạch từ này chỉ được sử dụng trong các thiết bị và cấu trúc phức tạp. Do đó, những thiết kế như vậy không được sử dụng rộng rãi.

Vì vậy, chúng tôi đã tìm ra thép là gìđiện và nơi nó được sử dụng.