Електротехнічні сталі
Електротехнічні сталі та сплави – спеціальні матеріали, які використовуються для виготовлення різних деталей електричного обладнання. Ці метали мають спеціальні властивості, які дозволяють мінімізувати опір, що знижує витрати енергії на передачу електричних імпульсів. Також вони мають підвищену магнітну проникність, вузьку петлю гістерезису і зменшену коерцитивну силу. Перелічені параметри дозволяють матеріалу не тільки сприяти нормальній роботі електроприладів, але й продовжують експлуатаційний термін.
Технологія виробництва електротехнічної сталі
Виробництво електротехнічної сталі здійснюється кількома способами. На етапі виплавки технологічних відмінностей між методами виготовлення немає. Вони починаються на етапі розкочування матеріалу. Гарячекатана сталь піддається остаточній обробці під впливом температурного режиму. Це дозволяє простіше надати їй необхідної товщини, але дещо знижує її експлуатаційні характеристики. Під впливом температури відбувається перебудова міжмолекулярних зв'язків у структурі сплаву, що негативно впливає на деякі властивості.
Холоднокатана сталь обробляється при природній температурі навколишнього середовища. На її виробництво доводиться витрачати більше часу та ресурсів, але кінцевий результат виправдовує всі витрати. Цей матеріал має найкращі властивості та йде на виробництво деталей для трансформаторів, електродвигунів та інших об'єктів підвищеної важливості. Обробка електротехнічної сталі холоднокатаного виробництва здійснюється у кілька етапів.
Попередній стиск та проміжний відпал дозволяють отримати матеріал товщиною понад 0,5 міліметрів. Ця сталь уже готовадо виробництва та нерідко відправляється до замовників вже у такому вигляді. Але виготовлення найбільш якісного матеріалу виробляється додатковий етап стискування і випалення. Фінальний стиск після всіх процедур становить близько 60%. Остаточний відпал відбувається при температурах 1150-1180 градусів за Цельсієм у присутності водню. Це дозволяє не тільки загартувати матеріал для майбутньої експлуатації, але й видаляє з його складу зайвий кисень та вуглець.
Потім тонколистова сталь згортається в рулони і вирушає складу готової продукції. Холоднокатана обробка дає кращий результат, оскільки металеві грати сталі мають кубічну будову і при прокатці без підвищення температури ребра вибудовуються в оптимальній послідовності, що позитивно впливає на магнітні властивості матеріалу. Також підвищує якість сталі кремній, який під час виплавки утворює великі кристали у металевій сітці. Під впливом температури вони можуть розпадатися і деформуватися, тому гарячекатана сталь має нижчу якість.
Основні властивості електротехнічної сталі
Розглянемо докладніше властивості електротехнічної сталі. На першому місці йде питомий опір. Чим вище цей показник, тим якіснішим вважається матеріал. Опір означає здатність речовини перешкоджати проходженню електричного струму. Для провідників цей показник має бути мінімальним. Але електротехнічні сталі використовуються виготовлення корпусів і екранування провідників від впливу довкілля. Тому вони, навпаки, повинні стримувати електрику всередині, щоб вона не витрачалася даремно, а доходила до пункту призначення з мінімальними втратами в дорозі.
Друга значима властивість - низька коерцитивнасила. Цей параметр відповідає за здатність внутрішнього магнітного поля до розмагнічування. В електродвигунах і трансформаторах наявність магнітного середовища ні до чого, тому для виробництва деталей для них використовують сталь із високою здатністю до розмагнічування. Для електромагнітів, навпаки, необхідна висока коерцитивна сила, тому потрібна інша марка металу. Вона називається анізотропна електротехнічна сталь. До потрібного рівня магнітні властивості доводять за допомогою введення до металу додаткової кількості кремнію. Цей елемент додається як силіцид заліза, яке сплавляють зі сталлю. Кремниста електротехнічна сталь містить до 4% кремнію, який утворює великі кристали у структурних ґратах металу.
Третій важливий показник – ширина петлі гістерези. Він впливає на здатність всіх складових елементів електричного кола повертатися до своїх початкових станів після вимкнення приладу. Коли припиняється подача електрики в ланцюг, її складові все ще зберігають так звану механічну напругу. Чим вже петля гістерези, тим швидше відновиться нормальний стан усіх деталей у приладі.
Четвертий рядок ключових показників займає магнітна проникність. Чим вище цей показник, тим краще матеріал може впоратися зі своїми функціями. І останній значущий показник – товщина сталевого листа. Зазвичай, в електротехніці використовуються матеріали товщиною не більше 1 міліметра. Такого рівня цілком достатньо, щоб досягати поставлених перед ними цілей. Різання електротехнічної сталі може здійснюватися ножицями по металу або будь-яким іншим призначеним для подібних цілей інструментом.