4.14.2. Электротехнические стали

Это сплавы железа с 0,5—5% .кремния, который образует с железом твердый раствор.

Кремний переводит углерод из формы цементита- в графит, действует как раскислитель, связывая вредные газы, прежде всего, кислород, способствует росту зерен, уменьшению констант магнитной анизотропии и магнитострикции, увеличивает сопротивление, т. е. уменьшает потери на вихревые токи.

При содержании Si>5% ухудшаются механические свойства, повышается твердость, хрупкость.

Вредные примеси: углерод, сера, кислород, марганец. Свойства стали существенно улучшаются при создании магнитной текстуры, создаваемой холодной прокаткой и отжигом, уменьшающей потери, приблизительно в 2 раза. При ребровой текстуре наилучшие магнитные свойства получаются в направлении прокатки, наихудшие — под углом 55° к направлению прокатки (рис.).

рис. 4.1.13.

При кубической текстуре (рис.) наилучшие магнитные свойства обеспечиваются в направлении ребер куба элементарных ячеек.

рис 4.1.14.

В обозначении марок электротехнических сталей используются четыре цифры, обозначающие: 1-я—структурное состояние и вид прокатки — цифра 1— горячекатанная изотропная, 2 — холоднокатанная изотропная, 3— холоднокатанная анизотропная с ребровой текстурой; вторая — содержание кремния в весовых процентах—классы 0,1,2,3,4,5с содержанием кремния от 0,4% Для класса 0 до 3,8—4,8% для класса 5; третья и четвертая цифры — гарантированные удельные потери и магнитная индукция. В табл. 4.13 приведены характеристики различных типов электротехнических сталей с толщиной листа 0,35 мм, применяемых в энергетическом машиностроении.

Таблица 4.13

Для рассматриваемых сталей большое значение имеют удельные потери. Для оценки характеристик электротехнических сталей и сопоставления их с другими магнитными материалами приведем их усредненные значения:

μнач-200—600, μмах=3000—8000, Hs=10—65 А/м, В,=1,95— 2,02 Тл, р=0,25—0,6 мк0мм.

Электротехнические стали с высоким содержанием кремния следует применять, если требуются малые потери на гистерезис и вихревые токи и высокая проницаемость в слабых и средних полях. Холоднокатаные текстурованные стали имеют более высокую магнитную проницаемость в области слабых полей и более низкие удельные потери по сравнению с горячекатаными сталями.

После резки штамповки и др. операций с электротехнической сталью, появления наклепа, ухудшающего магнитные свойства, необходим отжиг в неокислительной среде при температуре 750—800°С.