Электротехническая сталь

Электротехни́ческая сталь — тонколистовая магнитно-мягкая сталь со специальными ферромагнитными свойствами (относительно узкой петлёй гистерезиса) для применения в знакопеременных магнитных полях, что главным образом достигается наличием в составе стали кремния в количестве 0,8—4,5 % и специальной механической, термической и магнитной обработкой. В ряде случаев легируется алюминием (до 0,5 %). В зависимости от технологии производства подразделяют на холоднокатную (изотропную или анизотропную, до 3,3 % кремния) и горячекатную (изотропную, до 4,5 % кремния). К электротехнической стали также относят (нелегированное) чистое железо, прошедшее специальную механическую и термообработку для достижения требуемых магнитных свойств. В зависимости от содержания кремния и технологии получения разделяют на динамную сталь ( изотропную, 0,8—2,5 % кремния)^[1][2][3], трансформаторную сталь (анизотропную, 3,0—4,5 % кремния)^[4][5][6] и релейную (изотропную, нелегированную)^[7][8]. Готовый продукт выпускается в виде тонких листов толщиной от 0,05 до 2 мм, лент, либо рулонов. Используется при изготовлении магнитопроводов различного электротехнического оборудования — электромагнитов, трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, магнитопроводов реле, феррорезонансных стабилизаторов напряжения и др^[9].

Свойстваправить код

Электромагнитные свойстваправить код

Электротехнические стали характеризуют следующие электромагнитные показатели^[10]:

• высокая магнитная проницаемость;
• низкая коэрцитивная сила и узкая петля гистерезиса;
• высокое удельное электрическое сопротивление для снижения потерь на нагрев сердечника вследствие эффекта вихревых токов.

Относительная магнитная проницаемость μ/μ₀ электротехнической стали сильно зависит от величины приложенного поля. К примеру, сталь электротехническая сернистая Э43 в слабых полях имеет μ/μ₀ = 600—1000, в средних полях — до 11000^[11].

Производствоправить код

Электротехническая сталь выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05—1 мм. Качество электротехнической стали характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и индукцией), изотропностью свойств (разницей в значениях свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии, а повышение максимальной индукции стали позволяет уменьшить габариты, снижение анизотропии свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводом. Электротехническая сталь обычно поставляется в отожжённом состоянии. Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей, проводят дополнительный кратковременный отжиг при 800—850°С. Некоторые электротехнические стали поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня свойств после механической обработки необходимо проводить термическую обработку деталей^[12].

Стандартыправить код

Для изотропной тонколистовой электротехнической стали в различных странах приняты следующие стандарты: ГОСТ 3836—83^[7], ГОСТ 11036—75^[8], ГОСТ 21427.1-83^[4], ГОСТ 21427.2-83^[1], ASTM A677/A677M-89, EN 10106-96.

Отдельные маркиправить код

Сталь 10895править код

Э12 — по старой маркировке. Изготавливается по ГОСТ 3836–83 и ГОСТ 11036–75. Сортовая электротехническая горячекатная нелегированная сталь с коэрцитивная силой не более 95  А/м^[7][8]. Имеет нормируемую зависимость магнитной индукции от напряженности прикладываемого магнитного поля^[13][14]. При изготовлении по ГОСТ 11036–75 по требованию потребителя могут также нормироваться следующие механические свойства^[15]:

• временное сопротивление, не менее — 270 Н/мм2;
• относительное удлинение, не менее — 24%;
• относительное сужение, не менее — 60%;
• число твердости по Бринеллю, не более — 131;
• диаметр отпечатка, не менее — 5,2 мм.

Химический состав, в % (масс)^[16][17]

Показано, что интенсивность адгезивного взаимодействия при шлифовании стали 10895 кругом из кубического нитрида бора существенно меньше, чем при шлифовании титанового сплава^[18]. Твёрдость стали наиболее отзывчива к изменению содержания углерода и кремния и к двойной термообработке по режиму нормализации^[19].

Из стали 10895 рекомендуется изготавливать детали, применяемые в магнитных цепях электрических аппаратов и приборов. Материал обладает запасом пластичности и обрабатывается в горячем состоянии^[20].

См. такжеправить код

• Технически чистое железо

Литератураправить код

• Большая советская энциклопедия : [рус.] : в 30 т. / под ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1978. — Т. 30 : Экслибрис — Я. — 632 с.
• Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали : [рус.]. — 2-е изд. — Москва : Энергия, 1974. — 240 с.
• Дубров Н. Ф., Лапкин Н. И. Электротехнические стали : [рус.]. — Москва : Металлургиздат, 1963. — 383 с.
• Казаджан Л. Б. Магнитные свойства электротехнических сталей и сплавов : [рус.] / под ред. В. В. Дурнева. — Москва : Наука и технологии, 2000. — 223 с. — ISBN 5-93952-005-7.
• Лобанов М. Л. Металлофизика материалов для электромашиностроения : [рус.] / М. Л. Лобанов, А. А. Редикульцев, М. А. Зорина. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 144 с.
• ГОСТ 11036—75 Сталь сортовая электротехническая нелегированная.
• ГОСТ 3836—83 Сталь электротехническая нелегированная тонколистовая и ленты. Технические условия.
• ГОСТ 21427.1—83 Сталь электротехническая холоднокатаная анизотропная тонколистовая. Технические условия.
• ГОСТ 21427.2—83 Сталь электротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая. Технические условия.

Примечанияправить код

Ссылкиправить код

Школа электрика: Электротехническая сталь и её свойства  (неопр.). Дата обращения: 24 ноября 2017. Архивировано 1 декабря 2017 года.