Šaltai valcuoto neorientuoto elektrinio plieno sudėties, struktūros ir savybių tyrimai

Elektros plienas taip pat vadinamas silicio plieno lakštu. Jo kūrimo istorija siekia daugiau nei 100 metų. Šaltai valcuotas elektrotechninis plienas apima orientuotą elektrinį plieną ir neorientuotą elektrinį plieną. Neorientuotas elektrinis plienas naudojamas dideliems ir vidutiniams varikliams, generatoriams, buitiniams varikliams ir mikrovarikliams. Geležinės šerdys balastiniams įtaisams ir mažiems transformatoriams ir kt. Pagrindiniai magnetinio veikimo reikalavimai yra maži bendrieji nuostoliai ir didelė magnetinė poliarizacija. Maži bendri nuostoliai gali sutaupyti daug energijos ir pailginti variklio veikimo laiką. Didelis magnetinės poliarizacijos intensyvumas reiškia stiprų įmagnetinimo gebėjimą, o geležies šerdies srovė yra mažesnė, o tai yra mažesnė nei bendrieji nuostoliai ir vario nuostoliai. Bendri nuostoliai ir magnetinė poliarizacija yra susiję ne tik su chemine sudėtimi, bet ir su vidine organizacija. Siekiant geriau suprasti neorientuoto elektrinio plieno ypatybes, geriau vadovauti gamybai ir pagerinti gaminio kokybę.

CRNO silicio plienas

Sudėtis iššaltai valcuotas neorientuotas elektrinis plienas

Neorientuotos elektrinio plieno rūšys yra susijusios su W600, W800 ir W1300, o plieno plokštės storis yra 0,5 mm. Trijų cheminių komponentų statistiniai vidurkiai pateikti 1 lentelėje. Visi elektrikai yra labai mažai anglies išskiriantys elektrikai, kurie nėra orientuoti. Pagrindinis skirtumas tarp trijų komponentų yra silicio ir aliuminio kiekis.

Įneorientuotas elektrinis plienas, silicis padidina varžą ir sumažina bendruosius nuostolius, tačiau nemagnetiniai elementai sumažina prisotinimo įmagnetinimą, o tai nėra naudinga jam pačiam. Tuo pačiu metu dėl per didelio kiekio plienas bus trapus ir apsunkins šalto apdorojimo procesą. Todėl viršutinė silicio kiekio riba šalto valcavimo elektros įrangoje paprastai yra apie 3.0%. Aliuminis veikia panašiai kaip silicis. Poveikis dideliam gama fazės plotui, šiurkštiems grūdeliams, padidėjusiai varžai, sumažėjusiai magnetinei anizotropijai, sumažėjusiam bendram nuostoliui, sumažėjusiam magnetinės poliarizacijos intensyvumui ir plieno stiprumui bei kietumui nėra toks akivaizdus kaip silicio. Ir silicis, ir aliuminis valdo mechanines ir magnetines neorientuoto elektrinio plieno savybes, valdydami grūdelių dydį arba struktūrą.

Kuriant greitaeigius ir miniatiūrinius variklius, neorientuotam elektriniam plienui buvo keliami aukštesni eksploatacinių savybių reikalavimai (pvz., maži geležies nuostoliai esant aukštam dažniui ir didelis magnetinės indukcijos stiprumas ir kt.). Neorientuotas elektrinis plienas yra minkštas silicio magnetinis lydinys, turintis ypač mažai anglies dvideginio ir yra nepakeičiama ir svarbi medžiaga energetikos, elektronikos ir karinėje pramonėje. Remiantis statistika, bendra elektrikų produkcija pasaulyje 2000 metais siekė 6,714 mln. tonų, o 2005 m. viršijo 8 mln. tonų. Vidaus rinkos suvartojimas gerokai viršijo 3 mln. tonų. Tarp jų neorientuotas elektrinis plienas yra variklių ir generatorių, dirbančių besisukančiuose magnetiniuose laukuose ir reikalaujančių gerų magnetinių bei proceso savybių, rotorių pagrindinė medžiaga.

Neorientuoto elektrinio plieno kietumo kitimo tendencija atitinka tempimo stiprio kitimo tendenciją, o kietumas atspindi plieno perforavimo savybes. Kuo didesnis silicio kiekis, tuo didesnis plieno kietumas ir mažesnės perforavimo savybės. Tačiau jei plieno kietumas yra per mažas, perforuotų lakštų įdubimai padidės, o perforuotų lakštų matmenys bus netikslūs. Tinkamas plieno kietumas su geromis perforavimo savybėmis yra 130HV ~ 180HV.