Електротехнічна сталь: види, властивості та застосування

Електротехнічна сталь: види, властивості та застосування

Електротехнічна сталь, яку також називають трансформаторною, характеризується зниженням втрат струму на перемагнічування, що досягається завдяки високому вмісту кремнію в таких сплавах (до кількох відсотків). У зв’язку з цим вона знайшла застосування у виробництві елементів електродвигунів, реле, дзвінків, трансформаторів.

Вартість такої сталі вище нержавіючої сталі, що пов’язано з високим питомим електроопором електротехнічних сплавів. За рахунок цього електрична техніка не перегрівається, а її ККД підвищується.

Властивості електротехнічної сталі

Електротехнічна сталь у порівнянні з легованим розжареним сплавом зменшує втрати на вихрове перемагнічування приблизно на 30%. Чим більше у складі кремнію, тим менші ці втрати. Але занадто багато кремнію — це також погано, оскільки деталь через його підвищений вміст стає ламкою. Тому дуже важливо дотримуватися балансу.

Використання у складі сплаву кремнію можна скоротити витрату заліза в середньому до 1/5 від загальної маси виробу. У свою чергу, вихрові втрати скорочуються за рахунок стоншення пластин, виготовлених із трансформаторної сталі.

Різновиди електротехнічних сталей

Незалежно від складу такого сплаву спочатку створюються заготовки, що є зливками однакового розміру і форми. При цьому вони розпечені до червоного. Потім застосовується холодна та гаряча прокатка.

Гарячекатані електротехнічні сталі не мають якихось особливих властивостей. Єдина їхня відмінна риса — високий вміст кремнію (4,5% від загальної маси) та наявність алюмінію, необхідного для легування. Гарячекатана сталь без алюмінію отримала назву релейної. Її застосовують для виготовлення пластин генераторів.

Розпечені заготівлі в процесі виробництва піддаються прокатці через спеціальні валки. Іноді це роблять кілька разів для того, щоб відрегулювати розміри та товщину листа. Коли пластини остигають, їх розрізають на рівні частини, пакують і передають на відправку.

У свою чергу, холоднокатана трансформаторна сталь все інтенсивніше витісняє гарячекатану. Виготовлені з неї деталі набагато краще перетворять електроенергію на механічну (і навпаки).

Перед тим, як виконати холодну прокатку, спочатку створюють заготовки. Прокатуючи їх спочатку гарячими, після остигання заготовки пропускають через валки. Дуже важливо підібрати правильний напрямок для того, щоб воно збігалось з напрямом жорсткості, характерними для кристалічних ґрат.

Сфери застосування електротехнічної сталі та її маркування

Трансформаторні сплави бувають неізотропними та ізотропними. Якщо перші маркуються як 3311, 3411 і так далі, то другі – 2011, 2012 і далі по порядку в кількості кількох десятків.

Маркування сплаву вказує на його властивості та, відповідно, особливості застосування. Наприклад, з електротехнічної сталі марок 1211 та 1212 виготовляють пластини статорних збірок та ротори, а марки 1311 та 1312 використовуються для створення пластин асинхронних трифазних двигунів, потужність яких становить 100-400 кВт.

Марки 1411, 1412, 2411 активно застосовуються для виробництва 400-герцовых двигунів, котрим характерна потужність до 1 мВт. Також їх використовують для виготовлення трансформаторів та пластин, призначених для сердечників. При цьому варто врахувати, що деталі, що отримуються, є досить крихкими, тому здатні поламатися навіть через незначні механічні навантаження. Поряд з цим вони залишаються цілими при виконанні збирання та розбирання пристроїв.