ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Новые магнитомягкие материалы из "Новые материалы " Магнитомягкие материалы традиционно делят на электротехнические стали и прецизионные магнитомягкие сплавы. Из-за особенностей получения и способов формирования оптимальных магнитных свойств в особую группу выделяют аморфные и нанокристалдические магнитомягкие сплавы. [c.538] Эта группа материалов применяется преимущественно в трех видах изделий 1) электрические машины (генераторы и электродвигатели), 2) трансформаторы (преимущественно силовые, работающие при низких частотах), 3) выключающие устройства (электромагнитные реле). Поэтому электротехнические стали в соответствии с тремя названными случаями подразделяют на динамные, трансформаторные и релейные стали. [c.539] Для динамных и трансформаторных сталей требуется высокое значение индукции насыщения и малые потери на перемагничивание. Различие применений этих сталей в том, что в трансформаторных сталях направление магнитного поля неизменно, а динамные стали используются в магнитопроводах, где магнитный поток либо вращается, либо охватывает все направления в плоскости листа. Поэтому трансформаторные стали могут быть текстурованными. Более того, в трансформаторных сталях создание кристаллической текстуры является способом снижения магнитньгх потерь. В динамных сталях такой способ неприемлем, они должны быть изотропными. [c.539] Современные электротехнические стали представляют собой сплавы железа с кремнием и иногда алюминием при малом содержании углерода (углерод является вредной примесью, снижающей магнитные свойства). Добавка кремния к железу уменьшает магнитную анизотропию, препятствующую легкому перемагничиванию материала. Для электротехнических сталей наиболее важную роль играют два вида магнитной анизотропии - магнитокристаллическая и магнитоупругая. [c.539] Промышленно выпускаемых электротехнических сталях не превышает 4,8%. [c.540] Различными технологическими приемами может быть достигнуто такое текстурное состояние, когда ребро куба [001] (направление легкого намагничивания) совпадает с направлением холодной прокатки, а плоскость (ПО) совпадает с плоскостью прокатки. Такая текстура обозначается (110)[001] и называется ребровой (куб на ребре). При наличии ребровой текстуры в направлении прокатки получаются очень хорошие магнитные свойства, а поперек прокатки ориентирована диагональ грани куба [ПО] и магнитные свойства ухудшаются. [c.540] Сталь с ребровой текстурой используется только там, где магнитный поток может совпадать с направлением [001], например для крупных трансформаторов. [c.540] Вместе первые три цифры определяют тип стали. Четвертая цифра означает порядковый номер типа стали и уровень основной нормируемой характеристики 1 — нормальный, 2 — повышенный, 3 — высокий, 4—6 и более — высшие уровни. В стали 8-го типа 4-я и 5-я цифры показывают округленные до десятков значения коэрцитивной силы в А/м (например, сталь 10860 — это горячекатаная нелегированная электротехническая сталь с коэрцитивной силой 64 А/м, т. е. релейная сталь). [c.542] Буквы в конце марки означают наличие электроизоляционного покрытия Т — термостойкое покрытие, Ш — покрытие, улучшающее штампуемость (повышающее стойкость штампов), Н — нетермостойкое покрытие. [c.542] В последние годы в мировой практике проектирования электротехнических устройств наметились две тенденции. Первая — более широкое применение анизотропной стали меньших толщин (0,27 мм и менее). Это обусловлено все возрастающим интересом к экономии электроэнергии при эксплуатации электротехнических устройств. Вторая тенденция — отказ от применения анизотропной стали и переход на изотропную сталь в тех устройствах, где это возможно (например, некоторые типы крупных электрических машин, некоторые типы трансформаторов). Это тоже обусловлено чаще всего экономическими соображениями вследствие более низкой стоимости изотропной стали. [c.542] Изотропные электротехнические стали предназначены для электрических машин с вращающимися магнитопроводами генераторов, машинных преобразователей и др. Небольшая часть этих сталей используется также в сварочных трансформаторах, некоторых видах малых распределительных трансформаторов, реле и других изделиях, где магнитный поток не вращается, но охватывает все направления в плоскости листа. [c.542] 5 % Si достигаются путем утонения полосы для снижения потерь I вихревые токи и формирования такой структуры и текстуры, чтобы происходило обычно наблюдаемое при уменьшении толщины листа )вышение потерь на гистерезис. [c.543] Еще одним направлением исследования является получение кубической текстуры (100)[001], при которой направление легкого намагничивания лежит не только вдоль направления прокатки, но и в поперечном направлении в плоскости листа. Такую текстуру можно получить, например, путем многократного чередования первичной рекристаллизации и холодной прокатки заготовки, в которой в исходном состоянии уже имеется ребровая текстура. В одном из методов кубическую текстуру получали путем двукратной прокатки слаботекстурованной заготовки с обжатием при последней прокатке более 80 %. [c.543] Кубическую текстуру сумели получить также в тонких лентах с помощью вторичной рекристаллизации очень чистого кремнистого железа при отжиге в атмосфере с поверхностно-активными элементами (например, серой и кислородом). Примером такой атмосферы является водород с примесью HjS в узком интервале концентраций серы (2...5)-10 %. Сера является поверхностно-активным элементом, снижающим наиболее сильно поверхностную энергию тех зерен, которые выходят на поверхность материала кристаллографической плоскостью (100). При этом в зависимости от исходной текстуры (до отжига) может быть получена как кубическая текстура, так и плоскостная кубическая текстура, в которой плоскость ленты совпадает с плоскостью (100), а направления легкого намагничивания [001] расположены в плоскости ленты случайно. В случае плоскостной кубической текстуры (100)[0vw] магнитные свойства изотропны в плоскости прокатки и легко намагничивается по любому направлению. Удельные потери в стали с плоскостной кубической текстурой меньше по сравнению с нетекстурованной изотропной сталью. Поэтому по уровню свойств материал с плоскостной кубической текстурой представляет интерес как динамная сталь. Однако получение кубической текстуры при вторичной рекристаллизации за счет регулирования поверхностной энергии нельзя признать экономичным, поскольку оно требует высокой чистоты металла и строгого контроля за составом атмосферы отжига, многократных холодных прокаток и высокотемпературных промежуточных отжигов. [c.544] Поиск способов более экономичного формирования кубической текстуры проводят также, используя отжиг электротехнических сталей под напряжением. [c.544] Повышения магнитных свойств (прежде всего, уменьшения магнитных потерь) электротехнических сталей можно добиться путем формирования особого состояния поверхностного слоя. Для этого используют специальные покрытия, создающие улучшающее магнитные свойства напряженное состояние в поверхностных слоях материала. Применяют лазерную и электроннолучевую обработку. [c.544] Вернуться к основной статье