Кремнистая электротехническая сталь

В качестве магнитомягкого материала широко применяют низкоуглеродистые железокремнистые сплавы (0,05 - 0,005% С; 0,8- 4,8% Si). Кремний образуя с α - железом твердый раствор, увеличивает электросопротивление. Так при 0% Si удельное электросопротивление составляет 0,1 мкОм м, а при 5% Si - 0,6 мкОм-м. Si уменьшает потери на вихревые токи. Кроме того, кремний повышает магнитную проницаемость, немного снижает коэрцитивную силу и потери на гистерезис вследствие вызываемого им роста зерна, графитизирующего действия и лучшего раскисления сталей. Однако кремний понижает индукцию в сильных магнитных полях и повышает хрупкость, особенно при его содержании 3 - 4%. Холоднокатаные кремнистые стали поставляют в отожженном состоянии с термостойким покрытием.

Электротехническую сталь изготавливают в виде листов, рулонов и резаной ленты.

Сталь подвергают обезуглероживающему отжигу при 720 -800°С (выдержка 25 часов), рекристаллизационному отжигу после прокатки и окончательному отжигу в вакууме или в атмосфере сухого водорода при 1100 - 1200°С в течение 25 - 30 часов. После проведения высокотемпературного отжига в рулонах проводят дополнительный отжиг в атмосфере, состоящей из 4% Н₂ и 96% N₂, для снятия напряжений и рулонной кривизны.

Стали этой группы предназначены для изготовления магнитопроводов. На них может быть нанесено электроизоляционное по­крытие. Качество можно повысить путем уменьшения примесей, разработки оптимальных технологий получения сталей с ребровой текстурой. Ребровая структура сталей получается в результате прокатки. При деформации зерен получается анизотропная структура, которая улучшает магнитную проницаемость стали в определенных направ­лениях. Конструируя изделия из стали с ребровой текстурой можно улучшить магнитную проницаемость. Схема изделий с ребровой текстурой и изотропных приведена на рисунке 3.3.

ребровая текстура           изотропный материал

Рис. 3.3 - Ребровая текстура электротехнических сталей

Магнитная проницаемость кремнистых электротехнических сталей увеличивается с уменьшением толщины металла.

Поставляются и маркируются кремнистые электротехниче­ские стали в соответствии с ГОСТ 21427.0 - 75. Маркируются че­тырьмя цифрами:

Пе рвая цифра - класс по структурному состоянию и виду прокатки:

1  - горячекатаная изотропная;

2  - холоднокатаная изотропная;

3        - холоднокатаная анизотропная с ребровой текстурой.

Вто рая цифра - содержание кремния:

0 - < 0,4%Si;                          3 - 1,8 - 2,8% Si;

1 -0,4 - 0,8% Si;                      4 - 2,8 - 3,8% Si;

2- 0,8 -1,8% Si;                      5 - 3,8 - 4,8% Si

Третья цифра - группа по основной нормируемой характеристике:

0 - удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц;

1 - удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл;

2 - удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и

частоте 400 Гц;

 6 - магнитная индукция в слабых магнитных полях при

напряженности поля 0,4 А/м;

 7 - магнитная индукция в средних магнитных полях (Н<;= 10 А/м или 5 А/м). Четверта я цифра - порядковый номер стали.

Примеры марок сталей: 1211; 1311; 2011; 3425; 3472. В кремнистых электротехнических сталях также определяется коэффициент старения в соответствии с ГОСТ 21427.0 - 75. Коэффициент старения не должен превышать 2 - 10%. Кроме того, для данных сталей производят испытания на перегиб.

Пример расшифровки марки стали 1512 — сталь электротехническая 1-го класса (горячекатаная изотропная) с содержанием (массовой долей) кремния 3,8—4,8 % 1-й группы (основная нормируемая характеристика — удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл и частоте 50 Гц); тип стали 151, четвертая цифра 2—порядковый номер типа стали.