Для изготовления сердечников электрических машин и магнитопроводов трансформаторов применяется электротехническая листовая сталь, являющаяся по своим магнитным свойствам магнитномягким материалом.
Применяемая сталь должна обладать высокой магнитной проницаемостью, а при работе в переменном магнитном поле, кроме того, малыми потерями та перемагничивание (гистерезис) и малыми потерями от вихревых токов.
Малые потери на гистерезис характеризуются узкой, с малой площадью, петлей гистерезиса. Снижение потерь от вихревых токов достигается увеличением удельного объемного сопротивления стали и выполнением сердечников те из массива, а из отдельных листов, изолиророванных друг от друга; чем выше частота, тем тоньше должны быть применяемые листы стали. Для работы при частоте 50 гц и ниже применяются главным образом листы толщиной 0,5 и реже 0,35 мм. Для работы при больших частотах обычно применяются листы толщиной 0,2 и 0,1 мм.
Для улучшения магнитных свойств применяется сталь, легированная кремнием. Такая легировка уменьшает потери на гистерезис и увеличивает удельное объемое сопротивление, но снижает механические свойства стали, делает ее хрупкой.
В зависимости от содержания кремния (Si) электротехническая листовая сталь подразделяется на слаболегированную (Si = 0,8-Hl,8%; р = 0,25 ом-мм2/м), среднелегировашную (Si = 1,8-2,8%; р=0,4 ом-мм2/м), повышеннолегированную (Si = 2,8-4,0%; р = 0,5 ом • мм2/м) и высоколегированную (Si=4,0-f-4,8%; р=0,6 ом-мм2/м).
По характеру обработки сталь подразделяется на горячекатаную и холоднокатаную. Различают так называемую текстурованную сталь, в которой в результате повторной прокатки с сильным обжатием и последующим отжигом в атмосфере водорода сталь очищается от кислорода и углерода, а ее кристаллы укрупняются и ориентируются таким образом, что ребра кристаллов совпадают с направлением прокатки. Такие стали изготовляются при холодной прокатке листов и обладают лучшими магнитными свойствами, чем обычные горячекатаные стали; магнитная проницаемость холоднокатаной стали выше, а потери на гистерезис ниже, чем у горячекатаной.
Необходимо учитывать, что магнитная проницаемость текстурованных сталей в направлении, не совпадающем с направлением проката, меньше, чем у горячекатаной стали. В связи с этим при изготовлении Ш-образных магнитопроводов трансформаторов необходимо полосы стали вырезать и шихтовать таким образом, чтобы
направление магнитного потока совпадало бы с направлением прокатки листов.
В зависимости от степени легирования, способа изготовления листов, магнитных и электрических свойств выпускаемая сталь подразделяется на марки: Э11, Э12, Э13, Э21, Э22, Э31, Э32, Э41, Э42, Э43, Э43А, Э44, Э45, Э46, Э47, Э48, Э1100, Э1200, Э1300, Э3100, Э3200, Э310, Э320, ЭЗЗО, ЭЗЗОЛ, Э340, Э370, Э380.
Буквы и цифры в марках стали условно обозначают:
— электротехническая сталь;
первая цифра после буквы Э (1, 2, 3, 4)—степень легирования стали кремнием: 1 — слаболегированная, 2 — среднелегированная, 3 — повышеннолегированная,
— высоколегированная; вторая цифра после буквы Э (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) — гарантированные удельные потери при перемагничивании, которые тем меньше, чем выше степень легирования: 1—нормальные удельные потери; 2—пониженные потери; 3—низкие потери; 4—гарантированные значения потерь при частоте 400 гц и магнитной индукции в средних по силе полях (от 0,03 до 10 а/см)\ 5—гарантированное значение магнитной проницаемости в слабых магнитных полях (от 0,002 до 0,008 а/см); 6 — гарантированное повышенное значение магнитной проницаемости в слабых магнитных полях; 7—гарантированное значение магнитной проницаемости в средних по силе магнитных полях; 8—гарантированное повышенное значение магнитной проницаемости в средних по силе магнитных полях;
третья цифра (0) означает, что сталь холоднокатаная текстурованная, третья и четвертая цифры (00)—сталь холоднокатаная малотекстурованная;
буква А указывает на особо низкие удельные потери.
Электротехническая сталь поставляется в отожженном состоянии и цвета побежалости не являются признаком брака. Листы слаболегированной и среднелегированной стали поставляются нетравленными, а горячекатаные листы повышеннолегированной и высоколегированной стали поставляются в травленом виде.
Листы поставляются в пачках весом до 80 кг, скрепленных полосками мягкой стали шириной до 50 мм, предохраняющими пачки от распадения. Листы толщиной 0,1 и 0,2 мм должны быть обернуты толем или другим непромокаемым материалом и упакованы в деревянные решетчатые ящики.
Марка стали | Толщина, | Ширина, мм | Длина, мм |
Э11, Э12 | 1,0 1,0 1,0 | 750 860 1 000 | 1 500 |
Э11, Э12, Э13, Э21, Э22 | 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 | 600 670 750 860 1 000 | 1 200 1 340 1 500 |
Э31, Э32, Э41, Э42, Э43, Э43А | 0,5 | 600 750 860 1 000 750 1 000 | 1500 1 500 |
Э44 | 0,35 0,20 0,20 0,10 | 750 700 700 700 | 1 500 720 I 400 720 |
Э45, Э46, Э47, Э48 | 0,35 0,20 0,20 | 750 700 700 | 1 500 720 I 400 |
Э1100, Э1200, Э1300, Э3100, Э3200 | 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 | 600 670 750 8G0 1 000 | I 500 1 340 I 500 |
Э310, Э320, ЭЗЗО | 0,5 0,5 0,5 0,5 | 600 750 860 1 000 | 1 500 1 500 |
Э310, Э320, ЭЗЗО, ЭЗЗОА | 0,35 0,35 0,35 | 240 750 1 000 | 1 500 |
Э340 | 0,2 0,2 | 240 750 | 1 500 1 500 |
Э370, Э380 | 0,5 0,5 0,35 0,35 0,2 0,2 | 600 750 240 750 240 750 | 1 500 1 500 1 500 1 500 1 500 1 500 |
В сертификате, выдаваемым поставщиком на каждую партию стали, должно быть указано: наименование завода-поставщика, марки стали, вес и номер партии, размер листов, результаты всех предусмотренных стандартом испытаний, рекомендуемый режим отжига — при поставке неотожженных листов, дата отгрузки номер ГОСТ.
Таблица 24
* Указаны минимальные значения.
Указаны максимальные значения.
Текст маркировки на верхнем листе каждой пачки: товарный знак завода-изготовителя, номер партии, марка стали, размер листа, номер стандарта.
Сортамент выпускаемой электротехнической стали указан в табл. 23, а магнитные свойства сталей различных марок толщиной 0,5 мм (являющейся наиболее распространенной) приведены в табл. 24.
