Acciaio elettrico: produzione e applicazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La produzione di questo tipo di acciaio occupa una posizione di primo piano tra gli altri materiali magnetici. L'acciaio elettrico è una lega di ferro con silicio, la cui proporzione va dallo 0,5% al 5%. L'ampia popolarità di prodotti di questo tipo può essere spiegata da elevate proprietà elettromagnetiche e meccaniche. Tale acciaio è costituito da componenti ampiamente utilizzati, in cui non mancano. Questo spiega il suo basso costo.

Influenza del silicio

Questo componente, in interazione con il ferro, forma una soluzione densa ad alta resistività, il cui valore dipende dalla percentuale di silicio nella lega. Se esposto al ferro puro, perde le sue proprietà magnetiche.

Ma quando incide sul tecnico, al contrario, ha un effetto positivo. La permeabilità del ferro aumenta e si ha un miglioramento della stabilità del metallo. L'effetto favorevole del silicio (Si) può essere spiegato come segue. Sotto l'influenza di questo elemento, il carbonio viene trasferito alla grafite dallo stato di cementite, che ha meno proprietà magnetiche. L'elemento Si ha un effetto indesiderato sudiminuzione dell'induzione. La sua influenza si estende alla conducibilità termica e alla densità del ferro.

Impurità nella composizione

Nella sua composizione, l'acciaio elettrico può contenere altri componenti: zolfo, carbonio, manganese, fosforo e altri. Il più dannoso di questi è il carbonio (C). Può essere sia sotto forma di cementite che di grafite. Ciò influisce sulla lega in modo diverso, così come la percentuale di carbonio. Per evitare inclusioni indesiderate dell'elemento C, l'acciaio non deve essere raffreddato rapidamente per il successivo invecchiamento e stabilizzazione.

I seguenti componenti hanno un impatto negativo sulle proprietà del materiale: ossigeno, zolfo, manganese. Riducono le sue qualità magnetiche. Il ferro tecnico nella sua composizione ha necessariamente delle impurità. Qui devono essere presi in considerazione nell'aggregato, non allo stesso modo del ferro puro.

Puoi migliorare le proprietà dell'acciaio rimuovendo le impurità. Ma questo metodo non è sempre vantaggioso nella produzione su larga scala. Ma con l'aiuto della laminazione a freddo, la lamiera di acciaio elettrico forma proprietà magnetiche nella sua struttura. Questo ti permette di ottenere i migliori risultati. Ma è necessaria un'ulteriore cottura.

Laminazione a freddo

Il silicio è stato a lungo pensato per aumentare la fragilità dell'acciaio. La produzione avveniva principalmente mediante laminazione a caldo. La redditività della laminazione a freddo era bassa.

Solo dopo che è stato scoperto che la lavorazione a freddo lungo la direzione del materiale aumenta le proprietà magnetiche, è stato ampiamente utilizzato. Altre direzioni si sono mostrate solo conil lato peggiore. La laminazione a freddo ha un effetto benefico sulle proprietà meccaniche, oltre a migliorare la qualità della superficie della lamiera, aumentandone l'ondulazione e rendendo possibile lo stampaggio.

Le proprietà distintive che l'acciaio elettrico ha ricevuto attraverso l'uso della lavorazione a freddo possono essere spiegate dalla formazione di una trama cristallografica in esso. Differisce in diversi gradi. Essi, a loro volta, dipendono dalla temperatura alla quale avviene la laminazione, nonché dallo spessore della lamiera richiesta e dal grado di riduzione.

Il costo di una lamiera di uno spessore di acciaio laminato a caldo è 2 volte inferiore a quello dell'acciaio laminato a freddo.

Ma questa qualità negativa è completamente compensata da basse dispersioni di calore (ci sono meno di circa il doppio), alta qualità e la possibilità di un buon stampaggio della lega laminata a freddo. La differenza in questi acciai è il contenuto di silicio. Il suo importo varia rispettivamente dal 3,3% al 4,5%.

GOST

I produttori producono solo due tipi di acciaio conformi a GOST.

Prima vista - 802-58 "Scheda elettrotecnica". Il secondo è in acciaio elettrico GOST 9925-61 "Nastri arrotolati laminati a freddo in acciaio elettrico".

Designazione

Contrassegnato dalla lettera "E", seguita da un numero le cui cifre hanno un significato specifico:

• La prima cifra nel valore di marcatura indica il grado di lega dell'acciaio con il silicio. Da bassolegato ad altolegato, rispettivamente, in numeri da 1 a 4. Dinamico: si tratta di acciai dei gruppi E1 ed E2. Trasformatore - E3 e E4.
• La seconda cifra della marcatura ha un intervallo da 1 a 8. Mostra le proprietà elettromagnetiche del materiale quando viene utilizzato in determinate condizioni operative. Con questa marcatura, puoi scoprire in quali aree può essere utilizzato questo o quell'acciaio.

Il numero zero dopo il secondo numero indica che l'acciaio è strutturato. Se ci sono due zeri, allora non è abbastanza strutturato.

Al termine della marcatura si trovano le seguenti lettere:

• "A" - perdita di materiale specifica molto bassa.
• "P" è un materiale con un'elevata resistenza al rotolamento e un'elevata finitura superficiale.

Area operativa

La lega si divide in tre tipologie a seconda del campo di applicazione:

• adatto per lavorare in campi magnetici forti e medi (purezza di rimagnetizzazione 50 Hz);
• adatto per lavorare in campi medi fino a 400Hz;
• acciaio che funziona in campi magnetici medi e bassi.

Le lastre di acciaio elettrico sono prodotte nelle seguenti dimensioni: larghezza da 240 a 1000 mm, lunghezza da 720 mm a 2000 mm, spessore - da 0,1 a 1 mm. Principalmente vengono utilizzati acciai a grano orientato, poiché hanno un alto valore delle proprietà elettromagnetiche. Fogli di questo materiale sono spesso usati nell'ingegneria elettrica.

Acciaio elettrico - proprietà

Proprietà della lega:

• Resistività. La qualità del materiale dipende direttamente da questo indicatore. L'acciaio viene utilizzato dove è necessario contenere l'elettricità all'interno del conduttore e portarla a destinazione.
• Forza coercitiva. Responsabile della capacità del campo magnetico interno di smagnetizzare. Per alcuni dispositivi, questa proprietà è richiesta a vari livelli. Trasformatori e motori elettrici utilizzano parti con un'elevata capacità di smagnetizzazione. Per l'acciaio, questo indicatore ha un valore basso. Ma negli elettromagneti, al contrario, è necessaria un'elevata forza coercitiva. Per correggere le proprietà magnetiche, alla lega di acciaio viene aggiunta la percentuale richiesta di silicio.

• La larghezza del ciclo di isteresi. Questo indicatore dovrebbe essere il più basso possibile.
• Permeabilità magnetica. Più alto è questo indicatore, meglio il materiale "fa" i suoi compiti.
• Lo spessore del foglio. Per la fabbricazione di molti dispositivi e parti, vengono utilizzati materiali il cui spessore non supera il millimetro. Tuttavia, se necessario, questo indicatore viene ridotto a un valore di 0,1 mm.

Applicazione

I materiali in fogli di prima classe possono essere utilizzati per realizzare diversi tipi di circuiti magnetici per relè e regolatori.

L'acciaio elettrico di seconda qualità può essere utilizzato per avviatori CA e CC, nuclei del rotore.

La terza classe sarà adatta per la fabbricazione di circuiti magneticitrasformatori di potenza, nonché avviatori di grandi macchine sincrone.

Per realizzare un telaio per una macchina elettrica, è necessario utilizzare una fusione di acciaio, in cui il contenuto di carbonio non è superiore all'1%. I prodotti realizzati con tale materiale sono sottoposti a ricottura graduale. L'acciaio al carbonio viene utilizzato nella produzione di parti di macchine saldate.

I poli principali per macchine DC sono realizzati con questi tipi di materiali.

Per le parti della macchina che sopportano il carico massimo (molle, rotori, alberi dell'indotto) vengono utilizzate leghe con elevate proprietà meccaniche. Tale materiale può contenere nichel, cromo, molibdeno e tungsteno. È possibile produrre circuiti magnetici in acciaio elettrico. Sono utilizzati per trasformatori a bassa frequenza - 50Hz.

Circuito magnetico in piedi

I nuclei magnetici sono divisi in armatura e asta. Ogni specie ha le sue caratteristiche.

Asta: per un tale circuito magnetico, l'asta è verticale e ha una sezione a gradini inscritta in un cerchio. Gli avvolgimenti del circuito magnetico si trovano su di essi in una speciale forma cilindrica.

Armored

I prodotti di questo design sono di forma rettangolare e le loro aste hanno una sezione trasversale, si trovano orizzontalmente. Questo tipo di circuito magnetico viene utilizzato solo in dispositivi e strutture complessi. Pertanto, tali design non sono ampiamente utilizzati.

Così abbiamo capito cos'è l'acciaioelettrico e dove viene utilizzato.