الفولاذ الكهربائي: الإنتاج والتطبيق

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يحتل إنتاج هذا النوع من الفولاذ مكانة رائدة بين المواد المغناطيسية الأخرى. الصلب الكهربائي عبارة عن سبيكة من الحديد مع السيليكون ، وتتراوح نسبته من 0.5٪ إلى 5٪. يمكن تفسير الشعبية الواسعة للمنتجات من هذا النوع بخصائص كهرومغناطيسية وميكانيكية عالية. هذا الفولاذ مصنوع من مكونات مستخدمة على نطاق واسع ، والتي لا يوجد نقص فيها. وهذا ما يفسر انخفاض تكلفتها.

تأثير السيليكون

يشكل هذا المكون بالتفاعل مع الحديد محلولاً كثيفاً بمقاومة عالية ، وتعتمد قيمته على نسبة السيليكون في السبيكة. عند تعرضه للحديد النقي يفقد خواصه المغناطيسية.

لكن عندما يؤثر على التقنية على العكس يكون له تأثير إيجابي. تزداد نفاذية الحديد ويحدث تحسن في ثبات المعدن. يمكن تفسير التأثير الإيجابي للسيليكون (Si) على النحو التالي. تحت تأثير هذا العنصر ، يتم نقل الكربون إلى الجرافيت من حالة السمنتيت ، والتي لها خصائص مغناطيسية أقل. العنصر Si له تأثير غير مرغوب فيه علىانخفاض في الاستقراء. يمتد تأثيرها إلى التوصيل الحراري وكثافة الحديد.

شوائب في التركيب

في تركيبته ، قد يحتوي الفولاذ الكهربائي على مكونات أخرى: الكبريت ، الكربون ، المنغنيز ، الفوسفور وغيرها. أكثرها ضررًا هو الكربون (C). يمكن أن يكون في شكل كل من الأسمنت والجرافيت. هذا يؤثر على السبيكة بشكل مختلف ، وكذلك النسبة المئوية للكربون. لتجنب التضمينات غير المرغوب فيها للعنصر C ، يجب عدم تبريد الفولاذ بسرعة من أجل التقادم التالي والاستقرار.

المكونات التالية لها تأثير سلبي على خواص المادة: الأكسجين ، الكبريت ، المنغنيز. أنها تقلل من صفاته المغناطيسية. يحتوي الحديد التقني في تركيبته بالضرورة على شوائب. هنا يجب أن تؤخذ في الاعتبار بشكل إجمالي ، وليس بنفس الطريقة مثل الحديد النقي.

يمكنك تحسين خصائص الفولاذ عن طريق إزالة الشوائب. لكن هذه الطريقة ليست مفيدة دائمًا في الإنتاج على نطاق واسع. ولكن بمساعدة الدرفلة على البارد ، تشكل الألواح الفولاذية الكهربائية خصائص مغناطيسية في هيكلها. هذا يسمح لك بتحقيق أفضل النتائج. لكن مطلوب مزيد من إطلاق النار.

المتداول الباردة

لطالما كان يعتقد أن السيليكون يزيد من هشاشة الفولاذ. تم الإنتاج بشكل رئيسي عن طريق الدرفلة على الساخن. كانت ربحية الدرفلة على البارد منخفضة.

فقط بعد اكتشاف أن العمل البارد على طول اتجاه المادة يزيد من الخصائص المغناطيسية ، تم استخدامه على نطاق واسع. أظهرت الاتجاهات الأخرى نفسها فقط معأسوأ جانب. للدرفلة على البارد تأثير مفيد على الخصائص الميكانيكية ، فضلاً عن تحسين جودة سطح الصفيحة ، وزيادة تموجها وجعلها ممكنة الختم.

يمكن تفسير الخصائص المميزة التي يتلقاها الفولاذ الكهربائي من خلال استخدام العمل على البارد من خلال تكوين نسيج بلوري فيه. يختلف في عدة درجات. وهي ، بدورها ، تعتمد على درجة الحرارة التي يتم فيها التدحرج ، وكذلك على سمك الصفيحة المطلوبة ودرجة انخفاضها.

تكلفة الصفيحة ذات سماكة واحدة من الفولاذ المدرفل على الساخن أقل مرتين من تكلفة الفولاذ المدرفل على البارد.

لكن هذه الجودة السلبية يتم تعويضها بالكامل من خلال فقد الحرارة المنخفضة (هناك أقل من مرتين تقريبًا) والجودة العالية وإمكانية الختم الجيد للسبائك المدرفلة على البارد. الفرق في هذا الفولاذ هو محتوى السيليكون. مقدارها من 3.3٪ إلى 4.5٪ على التوالي.

GOST

ينتج المصنعون نوعين فقط من الفولاذ يتوافقان مع GOST.

منظر أول - 802-58 "لوح كهروتقني". والثاني هو الفولاذ الكهربائي GOST 9925-61 "شريط مدرفل على البارد مصنوع من الفولاذ الكهربائي".

التعيين

مميزة بالحرف "E" ، متبوعًا برقم يكون لأرقامه معنى محدد:

• الرقم الأول في قيمة الوسم يعني درجة خلائط الفولاذ بالسيليكون.من منخفض السبائك إلى سبائك عالية ، على التوالي ، بأرقام من 1 إلى 4. ديناميكي - هذه فولاذ من المجموعتين E1 و E2. محول - E3 و E4.
• الرقم الثاني من الوسم له نطاق من 1 إلى 8. وهو يوضح الخصائص الكهرومغناطيسية للمادة عند استخدامها في ظروف تشغيل معينة. من خلال هذه العلامة ، يمكنك معرفة المناطق التي يمكن استخدام هذا الفولاذ أو ذاك فيه.

الرقم صفر الذي يلي الرقم الثاني يعني أن الفولاذ مزخرف. إذا كان هناك نوعان من الأصفار ، فهذا يعني أنه ليس محكمًا بشكل كافٍ.

في نهاية العلامة يمكنك العثور على الأحرف التالية:

• "A" - خسارة مادية منخفضة جدًا.
• "P" مادة ذات قوة درفلة عالية وتشطيب سطح عالي.

منطقة التشغيل

السبيكة مقسمة إلى ثلاثة أنواع حسب مجال التطبيق:

• مناسب للعمل في المجالات المغناطيسية القوية والمتوسطة (نقاء إعادة المغناطيسية 50 هرتز) ؛
• مناسب للعمل في المجالات المتوسطة حتى 400 هرتز ؛
• صلب يتم تشغيله في المجالات المغناطيسية المتوسطة والمنخفضة.

يتم إنتاج صفائح الفولاذ الكهربائي بالمقاسات التالية: عرض من 240 إلى 1000 مم ، يمكن أن يتراوح الطول من 720 مم إلى 2000 مم ، السماكة - في حدود 0.1 إلى 1 مم. الأهم من ذلك كله ، يتم استخدام الفولاذ الموجه بالحبوب ، حيث يتمتع بقيمة عالية من الخصائص الكهرومغناطيسية. غالبًا ما تستخدم أوراق هذه المواد في الهندسة الكهربائية.

الفولاذ الكهربائي - الخصائص

خصائص السبائك:

• المقاومة. جودة المواد تعتمد بشكل مباشر على هذا المؤشر. يستعمل الحديد عند الضرورة لاحتواء الكهرباء داخل الموصل و توصيلها لوجهتها
• القوة القسرية. مسؤول عن قدرة المجال المغناطيسي الداخلي على إزالة المغناطيسية. بالنسبة لأجهزة معينة ، هذه الخاصية مطلوبة بدرجات متفاوتة. تستخدم المحولات والمحركات الكهربائية أجزاء ذات قدرة عالية على إزالة المغناطيسية. بالنسبة للصلب ، هذا المؤشر له قيمة منخفضة. لكن في المغناطيسات الكهربائية ، على العكس من ذلك ، هناك حاجة إلى قوة قسرية عالية. لتصحيح الخواص المغناطيسية ، يتم إضافة النسبة المئوية المطلوبة من السليكون إلى سبيكة الفولاذ.

• عرض حلقة التخلفية. يجب أن يكون هذا المؤشر منخفضًا قدر الإمكان.
• النفاذية المغناطيسية. كلما ارتفع هذا المؤشر ، كانت المادة "تعمل" بشكل أفضل مع مهامها.
• سمك الورقة. لتصنيع العديد من الأجهزة والأجزاء ، يتم استخدام المواد التي لا يتجاوز سمكها ملليمتر واحد. ومع ذلك ، إذا لزم الأمر ، يتم تقليل هذا المؤشر إلى قيمة 0.1 مم.

التطبيق

يمكن استخدام مواد الصفائح من الدرجة الأولى لعمل أنواع مختلفة من الدوائر المغناطيسية للمرحلات والمنظمين.

يمكن استخدام الفولاذ الكهربائي من الدرجة الثانية في مشغلات التيار المتردد والتيار المستمر ، قلب الدوار.

الفئة الثالثة ستكون مناسبة لتصنيع الدوائر المغناطيسية لـمحولات الطاقة وكذلك بادئات الآلات الكبيرة المتزامنة

لإنشاء إطار لآلة كهربائية ، تحتاج إلى استخدام صب الفولاذ ، حيث لا يزيد محتوى الكربون عن 1٪. المنتجات المصنوعة من هذه المواد تخضع لعملية التلدين التدريجي. يستخدم الفولاذ الكربوني في تصنيع أجزاء الماكينة الملحومة.

الأعمدة الرئيسية لآلات التيار المستمر مصنوعة من هذه الأنواع من المواد.

بالنسبة لأجزاء الماكينة التي تحمل أقصى حمولة (زنبركات ، دوارات ، أعمدة حديد التسليح) ، يتم استخدام السبائك ذات الخصائص الميكانيكية العالية. قد تحتوي هذه المواد على النيكل والكروم والموليبدينوم والتنغستن. يمكن تصنيع دوائر مغناطيسية من الفولاذ الكهربائي. يتم استخدامها لمحولات التردد المنخفض - 50 هرتز.

حامل الدائرة المغناطيسية

تنقسم النوى المغناطيسية إلى درع وقضيب. كل نوع له خصائصه الخاصة.

قضيب: بالنسبة لمثل هذه الدائرة المغناطيسية ، يكون القضيب رأسيًا وله قسم متدرج محفور في دائرة. توجد لفات الدائرة المغناطيسية عليها شكل أسطواني خاص.

مصفح

منتجات هذا التصميم مستطيلة الشكل ، وقضبانها لها مقطع عرضي ، وتقع أفقيًا. يستخدم هذا النوع من الدوائر المغناطيسية فقط في الأجهزة والهياكل المعقدة. لذلك ، لا يتم استخدام مثل هذه التصاميم على نطاق واسع.

لذا اكتشفنا ماهية الفولاذالكهربائية وحيث يتم استخدامها.