ASTM A876 Рулонная кремниевая электротехническая сталь с ориентированными зернами: марки и свойства

Что такое зернисто-ориентированная кремниевая электротехническая сталь-ориентированной стали?

Кремниевая электротехническая сталь с -ориентированной ориентацией (GO) представляет собой магнитомягкий сплав железа-кремния, в котором кристаллические зерна выравниваются в направлении прокатки в результате тщательно контролируемого производственного процесса. Эта текстура Госса концентрирует магнитный поток в направлении прокатки, что снижает потери в сердечнике и повышает рабочую плотность потока. Сталь GO является стандартным материалом сердечника для силовых и распределительных трансформаторов, больших генераторов и другого оборудования, в котором магнитная энергия должна быть эффективно направлена. Методы измерения магнитных свойств соответствуют IEC 60404-2, а классификация продукции соответствует ASTM A876/A876M или GB/T 2521 в зависимости от целевого рынка.

Ориентированная и не-ориентированная кремниевая сталь

Существенным отличием является внутренняя зернистая структура. В ориентированной стали зерна ориентированы в одном направлении, поэтому потери на гистерезис невелики, когда поток распространяется вдоль направления прокатки. В не-ориентированной стали зерна расположены хаотично, что обеспечивает изотропное магнитное поведение, но более высокие потери в сердечнике. Таким образом, сталь GO подходит для сердечников трансформаторов и роторов, где магнитная цепь имеет определенный путь потока; не-ориентированная сталь подходит для вращающихся машин, где поток постоянно меняет направление.

Сталь GO: выровненные зерна, низкие потери в сердечнике в направлении прокатки, анизотропная, используется для сердечников трансформаторов и реакторов.

Не-ориентированная сталь: произвольное зерно, изотропная, с умеренными потерями в сердечнике, используется для статоров и роторов двигателей.

Ключевые характеристики

Высокая проницаемость: ориентированная структура позволяет магнитному потоку проходить с низким сопротивлением.

Низкие потери в сердечнике: потери на гистерезис и вихревые-токи сведены к минимуму, что повышает эффективность оборудования.

Оптимизация направления: магнитные свойства наиболее сильны в направлении прокатки.

Содержание кремния: обычно около 3 %, что повышает удельное сопротивление и снижает потери на вихревые-токи.

Типичные характеристики катушки

Элемент	Ценить
Доступная толщина	0,23/0,27/0,30/0,35 мм
Доступная ширина	800-1200 мм
Внутренний диаметр	508 мм
Вес катушки	2-5 т (по индивидуальному заказу)

Размерные допуски

Контроль размеров соответствует ограничениям, указанным ниже для справки. Для операций продольной резки и штамповки могут быть согласованы более жесткие допуски.

Толщина (мм)	Допуск по толщине (мм)	Поперечный допуск (мм)	Продольный допуск (мм)	Допуск по ширине (мм)	Плоскостность (%)	Развал на 2 м (мм)
0.23	±0.020	Меньше или равно 0,020	Меньше или равно 0,030	0~+2	Меньше или равно 1,5	Меньше или равно 1,0
0.27	±0.030	Меньше или равно 0,020	Меньше или равно 0,030	0~+2	Меньше или равно 1,5	Меньше или равно 1,0
0.30	±0.030	Меньше или равно 0,020	Меньше или равно 0,030	0~+2	Меньше или равно 1,5	Меньше или равно 1,0
0.35	±0.030	Меньше или равно 0,020	Меньше или равно 0,030	0~+2	Меньше или равно 1,5	Меньше или равно 1,0

Типичные механические свойства

Толщина (мм)	Твердость (HV1)	Предел прочности (МПа)	Предел текучести (МПа)	Удлинение (%)	Количество изгибов	Коэффициент ламинирования (%)	Адгезия (класс)
0.23	198	350	330	12	21	96.5	B-C
0.27	200	355	332	12	21	97.0	B-C
0.30	204	359	334	13	21	97.0	B-C
0.35	204	362	342	13	21	97.5	B-C

Семейства обозначений классов

Разные поставщики используют разные префиксы для одного и того же физического класса. Выбор должен основываться на гарантированных потерях в сердечнике при P1,7/50 (1,7 Тл, 50 Гц) и магнитной индукции на B800, а не только на префиксе. Обычно выделяют три семейства: обычные марки для стандартных распределительных трансформаторов, марки с высокой магнитной индукцией для конструкций с низкими-потерями и улучшенные марки-с наименьшими потерями в сердечнике для мощных трансформаторов большой мощности.

Приложения

Сердечники трансформатора: основное применение, где направленный поток повышает эффективность преобразования напряжения.

Генераторы: крупные агрегаты выигрывают от низких потерь и высокой рабочей индукции.

Электродвигатели: в высокопроизводительных-статорах и роторах используется сталь GO, где существуют однонаправленные пути магнитного потока.

Часто задаваемые вопросы

Что означает P1.7/50 в сертификате стали GO?

Это максимальные потери в сердечнике в ваттах на килограмм, измеренные при пиковой поляризации 1,7 Тл и частоте 50 Гц. Более низкие значения означают более высокий КПД трансформатора.

Какую толщину выбрать для распределительного трансформатора?

Для распределительных трансформаторов 50 Гц наиболее распространены 0,27 мм и 0,30 мм; 0,23 мм предпочтительнее, когда ограничения по потерям строгие, а 0,35 мм подходит для небольших или-чувствительных к затратам конструкций.

Можно ли разрезать и перфорировать рулоны стали GO без специального инструмента?

Разрезание и перфорация являются обычным делом, но покрытие должно оставаться неповрежденным, чтобы сохранить межламинарную изоляцию; используйте острые инструменты и избегайте повреждения поверхности.

Является ли ASTM A876 единственным применимым стандартом?

Нет. ASTM A876/A876M является общим для проектов в Северной Америке; IEC 60404-8-7 и GB/T 2521 охватывают эквивалентные классы в других местах. Применимый стандарт должен соответствовать спецификации проекта.

Влияет ли ширина катушки на магнитные характеристики?

Ширина сама по себе не влияет на потери в сердечнике, но влияет на выход резания. Подбор ширины рулона в соответствии с заготовкой для ламинирования снижает количество отходов и повышает экономическую эффективность.

Как измеряется коэффициент ламинирования?

Он измеряется как отношение объема твердой стали к кажущемуся объему стопки пластин в соответствии с IEC 60404-13 и отражает толщину покрытия и плоскостность поверхности.