Baja listrik dan sifat-sifatnya

Baja lembaran listrik paling banyak digunakan dalam teknik kelistrikan... Baja ini merupakan paduan antara besi dengan silikon yang kandungannya 0,8 - 4,8%. Baja semacam itu, yang dimasukkan ke dalam sejumlah kecil zat apa pun untuk meningkatkan sifatnya, disebut baja paduan.

Silikon dimasukkan ke dalam besi dalam bentuk ferrosilikon (paduan besi cissilida FeSi dengan besi) dan berada di dalamnya keadaan terlarut Silikon bereaksi dengan pengotor yang paling berbahaya (untuk sifat magnetik besi) - oksigen, mengurangi besi dari oksidanya FeO dan membentuk silikon dioksida SiO2, yang sebagian masuk ke dalam terak.

Silikon juga mendorong pelepasan karbon dari senyawa Fe3C (cementite) dengan pembentukan grafit. Dengan cara ini, silikon menghilangkan senyawa besi (FeO dan Fe3C) yang menyebabkan peningkatan gaya koersif dan peningkatan — hilangnya histeresis… Selain itu, adanya silikon dalam besi dalam jumlah 4% atau lebih meningkatkan hambatan listrik dibandingkan dengan besi murni, mengakibatkan kerugian sebesar arus eddy.

Terlepas dari kenyataan bahwa induksi saturasi Bs besi dengan peningkatan silikon di dalamnya meningkat secara signifikan dan mencapai nilai yang besar pada silikon 6,4% (Bs = 2800 gauss), silikon tetap diperkenalkan tidak lebih dari 4,8%. Peningkatan kandungan silikon lebih dari 4,8% mengarah pada fakta bahwa baja memperoleh peningkatan kerapuhan, mis. sifat mekaniknya memburuk.

Baja listrik dilebur dalam tungku kukus. Lembaran diproduksi dengan menggulung batangan baja dalam keadaan dingin atau panas. Oleh karena itu, bedakan antara baja listrik canai dingin dan panas.

Besi memiliki struktur kristal kubik. Menurut studi tentang magnetisasi, ternyata kubus ini bisa tidak rata ke arah yang berbeda.Kristal memiliki magnetisasi terbesar di sepanjang tepi kubus, yang terkecil di sepanjang diagonal muka, dan yang terkecil di sepanjang diagonal kubus. Oleh karena itu, diinginkan agar semua kristal besi dalam lembaran disusun dalam proses penggulungan dalam barisan searah dengan tepi kubus.

Ini dicapai dengan menggulung lembaran baja berulang kali, dengan reduksi kuat (hingga 70%) dan anil berikutnya dalam atmosfer hidrogen. Ini mempromosikan pemurnian baja dari oksigen dan karbon, serta perluasan kristal dan orientasinya sehingga tepi kristal bertepatan dengan arah penggulungan. Baja semacam itu disebut bertekstur... Mereka memiliki sifat magnet yang lebih tinggi dalam arah penggulungan daripada baja canai panas konvensional.

Lembaran baja bertekstur diproduksi dengan cara cold rolling. permeabilitas magnetik mereka lebih tinggi dan kerugian histeresis lebih kecil daripada lembaran canai panas.Selain itu, untuk baja canai dingin, induksi dalam medan magnet lemah meningkat lebih kuat daripada baja canai panas, mis. kurva magnetisasi di medan lemah secara signifikan lebih tinggi daripada kurva untuk baja canai panas.

Beras. 1. Proses pembuatan lembaran baja listrik

Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa sebagai akibat dari orientasi butiran baja berorientasi butiran sepanjang arah gulungan, permeabilitas magnetik di arah lain lebih rendah daripada baja canai panas. Jadi, dengan induksi 6 = 1,0 T ke arah penggulungan, permeabilitas magnetik μm = 50.000, dan ke arah tegak lurus terhadap penggulungan μm — 5500. Dalam hubungan ini, saat merakit inti transformator berbentuk-W, strip baja terpisah digunakan , potong sepanjang panjang gulungan, yang kemudian dicampur sehingga arah fluks magnet bertepatan dengan arah gulungan baja atau membentuk sudut 180 ° dengannya.

Dalam gambar. 2 menunjukkan kurva magnetisasi baja listrik EZZOA dan E41 untuk tiga rentang kekuatan medan magnet: 0 - 2,4, 0 - 24 dan 0 - 240 A / cm.

Beras. 2. Kurva magnetisasi baja listrik: a — baja E330A (bertekstur), b — baja E41 (tanpa tekstur)

Lembaran baja listrik memiliki karakteristik magnetik yang baik — induksi saturasi tinggi, gaya koersif rendah, dan kehilangan histeresis rendah. Karena sifat-sifat ini, banyak digunakan dalam teknik kelistrikan untuk produksi inti stator dan rotor mesin listrik, inti transformator daya, transformator arus, dan inti magnet dari berbagai perangkat listrik.

Baja listrik rumah tangga berbeda dalam kandungan silikonnya, dalam cara pembuatan lembaran, serta dalam sifat magnet dan listrik.

Huruf D dengan penunjukan baja berarti «elektrotekhnikanichnaya steel», angka pertama setelah huruf (1, 2, 3 dan 4) berarti tingkat paduan baja dengan silikon, dan kandungan silikon berada dalam batas berikut dalam%: untuk baja paduan rendah (E1) dari 0,8 hingga 1,8, untuk baja paduan sedang (E2) dari 1,8 hingga 2,8, untuk baja paduan tinggi (EZ) dari 2,8 hingga 3,8, untuk baja paduan tinggi (E4) dari 3,8 hingga 4,8.

Hambatan listrik rata-rata untuk menjadi ρ juga bergantung pada jumlah silikon. Semakin tinggi, semakin tinggi kandungan silikon baja. Baja Mirok E1 memiliki resistansi ρ =0.25 Ohm NS mm2/m, grade E2 — 0.40 Ohm NS mm2/m, grade EZ — 0.5 Ohm NS mm2/m dan grade E4 — 0.6 Ohm NS mm2/ m.

NSmagnetisasi (W / kg). Kerugian ini semakin kecil, semakin tinggi angkanya, yaitu semakin tinggi tingkat paduan baja dengan silikon. Nol setelah angka ini Оzn Asumsikan bahwa baja adalah tekstur canai dingin (0) dan tekstur canai dingin rendah (00). Huruf A menunjukkan kerugian spesifik yang sangat rendah saat membalikkan magnetisasi baja.

Baja listrik diproduksi dalam bentuk lembaran dengan lebar 240 hingga 1000 mm, panjang 720 hingga 2000 mm dan ketebalan 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 dan 1,0 mm. Baja bertekstur adalah yang paling banyak digunakan, karena memiliki nilai karakteristik magnetik tertinggi.

Beras. 3. Baja listrik