Aço elétrico e suas propriedades

Chapa de aço elétrico foi mais amplamente utilizada em engenharia elétrica... Este aço é uma liga de ferro com silício, cujo teor é de 0,8 - 4,8%. Esses aços, que são introduzidos em uma pequena quantidade de qualquer substância para melhorar suas propriedades, são chamados de liga.

O silício é introduzido no ferro na forma de ferrosilício (uma liga de cissileto de ferro FeSi com ferro) e está dissolvido nele. O silício reage com a impureza mais prejudicial (para as propriedades magnéticas do ferro) - oxigênio, reduzindo o ferro de seus óxidos FeO e formam o dióxido de silício SiO2, que passa parcialmente para a escória.

O silício também promove a liberação de carbono do composto Fe3C (cementita) com a formação de grafite. Desta forma, o silício elimina os compostos de ferro (FeO e Fe3C) que causam um aumento da força coercitiva e um aumento de — perda de histerese… Além disso, a presença de silício no ferro em uma quantidade de 4% ou mais aumenta a resistência elétrica em comparação com o ferro puro, resultando em perdas de correntes parasitas.

Apesar do fato de que a indução de saturação Bs de ferro com um aumento de silício aumenta significativamente e atinge um grande valor em 6,4% de silício (Bs = 2800 gauss), mas ainda assim o silício é introduzido não mais que 4,8%. Aumentar o teor de silício em mais de 4,8% leva ao fato de que os aços adquirem maior fragilidade, ou seja, suas propriedades mecânicas se deterioram.

O aço elétrico é fundido em fornos de marta. As chapas são produzidas pela laminação de um lingote de aço em estado frio ou quente. Portanto, diferencie entre aço elétrico laminado a frio e a quente.

O ferro tem uma estrutura cristalina cúbica. De acordo com o estudo da magnetização, descobriu-se que pode ser desigual em diferentes direções deste cubo. O cristal tem a maior magnetização ao longo da borda do cubo, a menor na diagonal da face e a menor na diagonal do cubo. Portanto, é desejável que todos os cristais de ferro na folha sejam dispostos no decorrer da laminação em fileiras na direção das bordas do cubo.

Isto é conseguido pela laminação repetida de chapas de aço, com forte redução (até 70%) e posterior recozimento em atmosfera de hidrogênio. Isso promove a purificação do aço de oxigênio e carbono, bem como a expansão dos cristais e sua orientação para que as bordas dos cristais coincidam com a direção da laminação. Esses aços são chamados de texturizados... Eles têm propriedades magnéticas mais altas na direção da laminação do que os aços laminados a quente convencionais.

Chapas de aço texturizadas são produzidas por laminação a frio. Permeabilidade magnética são maiores e as perdas por histerese são menores que as das chapas laminadas a quente.Além disso, para o aço laminado a frio, a indução em campos magnéticos fracos aumenta mais fortemente do que para o aço laminado a quente, ou seja, a curva de magnetização em campos fracos é significativamente maior do que a curva de aço laminado a quente.

Arroz. 1. Processo de fabricação de chapa de aço elétrico

Deve-se notar, no entanto, que como resultado da orientação de grão do aço de grão orientado ao longo da direção de laminação, a permeabilidade magnética em outras direções é menor do que a do aço laminado a quente. Assim, com indução 6 = 1,0 T na direção de laminação, a permeabilidade magnética μm = 50.000, e na direção perpendicular à laminação μm - 5500. Nesse contexto, ao montar núcleos de transformadores em forma de W, tiras de aço separadas são usadas , cortados ao longo do comprimento da laminação, que são então misturados de forma que a direção do fluxo magnético coincida com a direção da laminação do aço ou faça um ângulo de 180 ° com ela.

Na fig. 2 mostra as curvas de magnetização do aço elétrico EZZOA e E41 para três faixas de intensidade de campo magnético: 0 — 2,4, 0 — 24 e 0 — 240 A/cm.

Arroz. 2. Curvas de magnetização de aços elétricos: a — aço E330A (texturizado), b — aço E41 (sem textura)

A chapa de aço elétrico possui boas características magnéticas - alta indução de saturação, baixa força coercitiva e baixa perda de histerese. Devido a essas propriedades, é amplamente utilizado em engenharia elétrica para a produção de núcleos de estator e rotor de máquinas elétricas, núcleos de transformadores de potência, transformadores de corrente e núcleos magnéticos de vários dispositivos elétricos.

O aço elétrico doméstico difere em seu teor de silício, na forma como as chapas são feitas, bem como nas propriedades magnéticas e elétricas.

A letra D com a designação de aço significa «aço elektrotekhnikanichnaya», o primeiro número após a letra (1, 2, 3 e 4) significa o grau de liga do aço com o silício, e o teor de silício está dentro dos seguintes limites em%: para aço de baixa liga (E1) de 0,8 a 1,8, para aço de média liga (E2) de 1,8 a 2,8, para aço de alta liga (EZ) de 2,8 a 3,8, para aço de alta liga (E4) de 3,8 a 4,8.

A resistência elétrica média para se tornar ρ também depende da quantidade de silício. Quanto maior, maior o teor de silício do aço. Os aços Mirok E1 têm resistência ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, graus E2 — 0,40 Ohm NS mm2/m, graus EZ — 0,5 Ohm NS mm2/m e graus E4 — 0,6 Ohm NS mm2/m.

NSmagnetização (W / kg). Essas perdas são menores, quanto maior o número, ou seja, maior o grau de liga do aço com o silício. Zeros após esses números ОznSuponha que o aço seja de textura laminada a frio (0) e textura baixa laminada a frio (00). A letra A indica perdas específicas particularmente baixas ao inverter a magnetização do aço.

O aço elétrico é produzido na forma de chapas com largura de 240 a 1000 mm, comprimento de 720 a 2000 mm e espessura de 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 e 1,0 mm. Os aços texturizados são os mais utilizados, pois possuem os maiores valores de características magnéticas.

Arroz. 3. Aço elétrico