درجات الصلب الكهربائية. تعرف على معنى "الفولاذ الكهربائي" في القواميس الأخرى

الفولاذ والسبائك الكهربائية هي مواد خاصة تستخدم لتصنيع الأجزاء المختلفة معدات كهربائية. وتتميز هذه المعادن بخصائص خاصة تقلل من المقاومة، مما يقلل من الطاقة اللازمة لنقل النبضات الكهربائية. لديهم أيضًا نفاذية مغناطيسية متزايدة وحلقات تباطؤ ضيقة وقوة قسرية منخفضة. تسمح المعلمات المدرجة للمادة ليس فقط بتعزيز التشغيل العادي للأجهزة الكهربائية، ولكن أيضًا لإطالة عمر الخدمة.

يعتمد وضع العلامات على الفولاذ الكهربائي على أهميته الخصائص التقنية. وتشمل هذه سمك، المقاومة النوعيةوالحث المغناطيسي والكثافة والجزء الكتلي من السيليكون في السبيكة. فئات مختلفةمخصص لنوع معين من المنتج. قبل اختيار المادة، من الأفضل استشارة أحد المتخصصين الذين سيقدمون لهم النصح أكثر خيار مناسب. إذا كنت تأخذ الفولاذ الذي لا يتوافق المواصفات الفنية، أثناء تشغيل الجهاز الكهربائي قد يحدث مشاكل خطيرة. درجات الفولاذ الكهربائية قابلة للتبديل فقط ضمن نطاق ضيق جدًا. وينبغي دائما التأكد من هذه المعلومات مع أهل المعرفة، إذا كان مفقودا تجربتي الخاصةفي مثل هذه الأمور.

تكنولوجيا إنتاج الصلب الكهربائية

يتم إنتاج الفولاذ الكهربائي بعدة طرق. في مرحلة الصهر لا توجد فروق تكنولوجية بين طرق التصنيع. يبدأون في مرحلة طرح المادة. يخضع الفولاذ المدلفن على الساخن للمعالجة النهائية تحت تأثير نظام درجة الحرارة. هذا يجعل من السهل إعطائها السماكة المطلوبة، لكنه يقلل منه قليلا خصائص الأداء. تحت تأثير درجة الحرارة، يتم إعادة ترتيب الروابط بين الجزيئات في هيكل السبيكة، مما يؤثر سلبا على بعض الخصائص.

تتم معالجة الفولاذ المدلفن على البارد في درجة الحرارة الطبيعية بيئة. ويتطلب إنتاجه إنفاق المزيد من الوقت والموارد، ولكن النتيجة النهائية تبرر جميع التكاليف. هذه المواد لديها أفضل الخصائصويستخدم لإنتاج أجزاء للمحولات والمحركات الكهربائية وغيرها من الأشياء ذات الأهمية المتزايدة. تتم معالجة الفولاذ الكهربائي المدلفن على البارد على عدة مراحل.

يتيح الضغط المسبق والتليين المتوسط ​​الحصول على مادة يزيد سمكها عن 0.5 ملم. هذا الفولاذ جاهز بالفعل للإنتاج وغالبًا ما يتم إرساله إلى العملاء بهذا الشكل. ولكن لتحقيق أقصى استفادة مواد ذات جودةيتم تنفيذ مرحلة إضافية من الضغط وإطلاق النار. يصل الضغط النهائي بعد كل الإجراءات إلى حوالي 60%. يتم التلدين النهائي عند درجات حرارة تتراوح بين 1150-1180 درجة مئوية في وجود الهيدروجين. وهذا لا يسمح فقط بتصلب المادة للاستخدام المستقبلي، بل يزيل أيضًا الأكسجين الزائد والكربون من تركيبتها.

ثم يتم لف الصفائح الفولاذية الرقيقة على شكل لفات وإرسالها إلى المستودع المنتجات النهائية. تعطي المعالجة المدرفلة على البارد أفضل نتيجة، نظرًا لأن الشبكة المعدنية للصلب لها هيكل مكعب، وعند التدحرج دون زيادة درجة الحرارة، تصطف الأضلاع بالتسلسل الأمثل، مما له تأثير إيجابي على الخواص المغناطيسية للمادة. كما يعمل السيليكون على تحسين جودة الفولاذ، الذي يشكل بلورات كبيرة أثناء الصهر. شبكة معدنية. عند تعرضها لدرجة الحرارة، فإنها يمكن أن تتفكك وتتشوه، لذلك فإن الفولاذ المدرفل على الساخن يكون ذو جودة أقل.

الخصائص الأساسية للفولاذ الكهربائي

دعونا نلقي نظرة فاحصة على خصائص الفولاذ الكهربائي. في المقام الأول تأتي المقاومة. كلما ارتفع هذا المؤشر، كلما زادت جودة المادة. المقاومة تعني قدرة المادة على منع مرورها التيار الكهربائي. بالنسبة للموصلات، يجب أن يكون هذا الرقم في حده الأدنى. لكن الفولاذ الكهربائي يستخدم لصنع العلب وحماية الموصلات من التعرض بيئة خارجية. لذلك، على العكس من ذلك، يجب أن تحتوي على كهرباء بداخلها حتى لا تهدر، بل تصل إلى وجهتها بأقل الخسائر على طول الطريق.

الخاصية المهمة الثانية هي انخفاض الإكراه. هذه المعلمة مسؤولة عن قدرة المجال المغناطيسي الداخلي على إزالة المغناطيسية. لا تحتاج المحركات والمحولات الكهربائية إلى بيئة مغناطيسية، لذلك يتم استخدام الفولاذ ذو القدرة العالية على إزالة المغناطيسية لإنتاج الأجزاء الخاصة بها. بالنسبة للمغناطيسات الكهربائية، على العكس من ذلك، هناك حاجة إلى قوة قسرية عالية، لذلك هناك حاجة إلى درجة مختلفة من المعدن. يطلق عليه متباين الخواص الصلب الكهربائية. قبل المستوى المطلوبيتم تحسين الخواص المغناطيسية عن طريق إدخال كمية إضافية من السيليكون في السبيكة. ويضاف هذا العنصر على شكل سيليسيد الحديد المخلوط بالفولاذ. يحتوي الفولاذ الكهربائي السيليكوني على ما يصل إلى 4% من السيليكون، الذي يشكل بلورات كبيرة في الشبكة الهيكلية للمعدن.

المؤشر الثالث المهم هو عرض حلقة التباطؤ. أنه يؤثر على قدرة جميع العناصر المكونة دائرة كهربائيةالعودة إلى حالتها الأصلية بعد إيقاف تشغيل الجهاز. عندما ينقطع إمداد الدائرة بالكهرباء، تظل مكوناتها تحتفظ بما يسمى الإجهاد الميكانيكي. كلما كانت حلقة التباطؤ أضيق، كلما كانت عملية التعافي أسرع حالة طبيعيةجميع الأجزاء في الجهاز.

السطر الرابع من المؤشرات الرئيسية مشغول بالنفاذية المغناطيسية. كلما ارتفع هذا المؤشر مادة أفضليمكن أن تتعامل مع وظائفها. وآخر مؤشر مهم هو سمك صفائح الفولاذ. عادة، يتم استخدام المواد التي لا يزيد سمكها عن 1 ملليمتر في الهندسة الكهربائية. هذا المستوى يكفي لتحقيق أهدافهم. يمكن قطع الفولاذ الكهربائي باستخدام مقصات معدنية أو أي أداة أخرى مصممة لأغراض مماثلة.

يحتل إنتاج هذا النوع من الفولاذ مكانًا مهيمنًا بين المواد المغناطيسية الأخرى. الفولاذ الكهربائي عبارة عن سبيكة من الحديد والسيليكون تتراوح نسبتها من 0.5% إلى 5%. يمكن تفسير الشعبية الواسعة للمنتجات من هذا النوع بخصائصها الكهرومغناطيسية والميكانيكية العالية. يتم تصنيع هذا الفولاذ من مكونات مستخدمة على نطاق واسع، ولا يوجد نقص فيها. وهذا ما يفسر تكلفتها المنخفضة.

تأثير السيليكون

يشكل هذا المكون، بالتفاعل مع الحديد، محلولًا كثيفًا ذو مقاومة عالية، وتعتمد قيمته على نسبة السيليكون في السبيكة. عند تعرضه للحديد النقي فإنه يفقد خصائصه المغناطيسية. لكن عند التأثير على التقنية، على العكس من ذلك، يكون لها تأثير إيجابي. تزداد نفاذية الحديد ويتحسن ثبات المعدن. يمكن تفسير التأثير المفيد للسيليكون (Si) على النحو التالي. وتحت تأثير هذا العنصر، يتحول الكربون إلى الجرافيت من حالة السمنتيت، التي لها خصائص مغناطيسية أقل. عنصر Si له تأثير غير مرغوب فيه وهو تقليل الحث. ويمتد تأثيره إلى التوصيل الحراري وكثافة الحديد.

الشوائب في التركيبة

قد يحتوي الفولاذ الكهربائي في تركيبته على مكونات أخرى: الكبريت، الكربون، المنغنيز، الفوسفور وغيرها. وأشدها ضررا هو الكربون (C). يمكن أن يكون على شكل سمنتيت أو جرافيت. ويؤثر هذا على السبيكة بشكل مختلف، وكذلك نسبة محتوى الكربون. لتجنب الشوائب غير المرغوب فيها للعنصر C، لا يمكن تبريد الفولاذ بسرعة لمزيد من التعتيق والثبات.

المكونات التالية لها تأثير سلبي على خصائص المادة: الأكسجين والكبريت والمنغنيز. أنها تقلل من الصفات المغناطيسية. يحتوي الحديد الصناعي بالضرورة على شوائب في تركيبته. وهنا يجب أن تؤخذ في الاعتبار بشكل إجمالي، وليس بنفس الطريقة كما هو الحال بالنسبة للحديد النقي.

يمكنك تحسين خصائص الفولاذ عن طريق إزالة الشوائب. لكن هذه الطريقة ليست مربحة دائمًا في الإنتاج واسع النطاق. ولكن بمساعدة الدرفلة على البارد، تشكل صفائح الفولاذ الكهربائية خصائص مغناطيسية في هيكلها. هذا يسمح لك بتحقيق نتائج أفضل. لكن المزيد من إطلاق النار ضروري بالتأكيد.

المتداول الباردة

لفترة طويلة كان يعتقد أن السيليكون يزيد من هشاشة الفولاذ. تم الإنتاج بشكل رئيسي عن طريق الدرفلة على الساخن. كانت ربحية الدرفلة على البارد منخفضة.

فقط بعد أن تم اكتشاف أن العمل البارد على طول الاتجاه يزيد من الخواص المغناطيسية للمادة، أصبح يستخدم على نطاق واسع. وأظهرت مناطق أخرى الجانب الأسوأ فقط. كان للدرفلة على البارد تأثير مفيد على الخواص الميكانيكية بالإضافة إلى تحسين الجودة سطح الورقةوزاد من موجها وجعل من الممكن ختمها.

يمكن تفسير الخصائص المميزة التي يتم الحصول عليها من الفولاذ الكهربائي من خلال استخدام العمل البارد من خلال تكوين نسيج بلوري فيه. وهو يختلف في عدة درجات. وهي بدورها تعتمد على درجة الحرارة التي يتم فيها الدرفلة، وكذلك على سمك الورقة المطلوبة وعلى درجة ضغطها.

تكلفة صفائح الفولاذ المدلفن على الساخن بسماكة واحدة أقل مرتين من تكلفة الفولاذ المدلفن على البارد.

لكن هذا الجودة السلبيةيتم تعويضه بالكامل عن طريق فقدان الحرارة المنخفض (أقل مرتين تقريبًا) ، جودة عاليةوإمكانية الختم الجيد للسبائك المدرفلة على البارد. الفرق في هذه الفولاذ هو محتوى السيليكون. ويتراوح مقدارها من 3.3% إلى 4.5% على التوالي.

غوست

ينتج المصنعون نوعين فقط من الفولاذ المتوافق مع GOST.

النوع الأول هو 802-58 "الصفائح الرقيقة الكهربائية". والثاني هو الفولاذ الكهربائي GOST 9925-61 "شريط مدلفن على البارد مصنوع من الفولاذ الكهربائي".

تعيين

ويميزها حرف "E" متبوعاً برقم، ولأرقامه معنى محدد:

• الرقم الأول في قيمة الوسم يعني الدرجة بالسيليكون. من السبائك الخفيفة إلى السبائك العالية، على التوالي، بالأرقام من 1 إلى 4. الفولاذ الديناميكي هو فولاذ من مجموعتي E1 وE2. المحولات - E3 و E4.
• يتراوح الرقم الثاني من العلامة من 1 إلى 8. وهو يوضح الخواص الكهرومغناطيسية للمادة عند استخدامها في بعض الأماكن ظروف التشغيل. من خلال هذه العلامة يمكنك معرفة المناطق التي يمكن استخدام فولاذ معين فيها.

الرقم صفر الذي يلي الرقم الثاني يعني أن الفولاذ محكم. إذا كان هناك صفرين، فهو محكم قليلاً.

في نهاية العلامة يمكنك العثور على الحروف التالية:

• "أ" - الخسائر المادية المحددة منخفضة للغاية.
• "P" هي مادة ذات قوة ملفوفة عالية وسطح عالي الجودة.

نطاق العملية

تنقسم السبيكة إلى ثلاثة أنواع حسب مجال تطبيقها:

• مناسبة للتشغيل في المجالات المغناطيسية القوية والمتوسطة (نقاء عكس المغنطة 50 هرتز) ؛
• مناسبة للتشغيل في المجالات المتوسطة بترددات تصل إلى 400 هرتز؛
• الفولاذ الذي يستخدم في المجالات المغناطيسية المتوسطة والمنخفضة.

يتم إنتاج صفائح الفولاذ الكهربائي بالأحجام التالية: العرض من 240 إلى 1000 ملم، الطول يمكن أن يكون من 720 ملم إلى 2000 ملم، السمك - في حدود 0.1 إلى 1 ملم. يتم استخدام الفولاذ المحكم بشكل شائع لأنه يحتوي على قيمة عالية الخصائص الكهرومغناطيسية. غالبًا ما تستخدم صفائح هذه المواد في الهندسة الكهربائية.

الفولاذ الكهربائي - الخصائص

خصائص السبائك:

• تعتمد جودة المادة بشكل مباشر على هذا المؤشر. يتم استخدام الفولاذ عندما يكون من الضروري احتواء الكهرباء داخل الموصل وتوصيلها إلى وجهتها.
• القوة القسرية. مسؤول عن قدرة المجال المغناطيسي الداخلي على إزالة المغناطيسية. بالنسبة لأجهزة معينة، تكون هذه الخاصية مطلوبة درجات متفاوته. تستخدم المحولات والمحركات الكهربائية أجزاء ذات قدرة عالية على إزالة المغناطيسية. بالنسبة للصلب، هذا المؤشر له قيمة منخفضة. ولكن في المغناطيسات الكهربائية، على العكس من ذلك، هناك حاجة إلى قوة قسرية عالية. لضبط الخواص المغناطيسية، يتم إضافة النسبة المطلوبة من السيليكون إلى سبيكة الفولاذ.

• العرض يجب أن يكون هذا المؤشر صغيرًا قدر الإمكان.
• كلما ارتفع هذا المؤشر، كلما كانت المادة "تتأقلم" بشكل أفضل مع مهامها.
• سماكة الورقة. لتصنيع العديد من الأجهزة والأجزاء، يتم استخدام مواد لا يتجاوز سمكها ملليمتر واحد. ومع ذلك، إذا لزم الأمر، يتم تقليل هذا المؤشر إلى 0.1 ملم.

طلب

من مواد ورقةيمكن إنتاج الدرجة الأولى أنواع مختلفةالنوى المغناطيسية للمرحلات والمنظمين.

يمكن استخدام المعدات الكهربائية من الدرجة الثانية لبدء تشغيل الآلات الكهربائية ذات التيار المباشر والمتناوب والنوى الدوارة.

ستكون الفئة الثالثة مناسبة لتصنيع النوى المغناطيسية وكذلك مشغلات الآلات المتزامنة الكبيرة.

لصنع إطار لآلة كهربائية، تحتاج إلى استخدام صب الفولاذ، حيث لا يزيد محتوى الكربون عن 1٪. تخضع المنتجات المصنوعة من هذه المواد للتليين التدريجي. يستخدم في صناعة أجزاء الآلات المعرضة للحام. الأعمدة الرئيسية للآلات مصنوعة من هذه الأنواع من المواد. التيار المباشر.

لتلك الأجزاء الآلية التي تحمل اقصى حموله(الينابيع، الدوارات، مهاوي حديد التسليح)، يتم استخدام السبائك ذات الخواص الميكانيكية العالية. قد تحتوي هذه المواد على النيكل والكروم والموليبدينوم والتنغستن. من الممكن إنتاج النوى المغناطيسية من الفولاذ الكهربائي. يتم استخدامها لمحولات التردد المنخفض - 50 هرتز.

دائرة مغناطيسية قضيبية

وتنقسم النوى المغناطيسية إلى مدرعة وقضيب. كل نوع له خصائصه الخاصة.

على شكل قضيب: يحتوي هذا القلب المغناطيسي على قضيب عمودي وله مقطع عرضي متدرج منقوش في دائرة. توجد عليها ملفات الدائرة المغناطيسية بشكل أسطواني خاص.

مدرعة

منتجات هذا التصميم لها شكل مستطيل، وقضبانهم لها المقطع العرضي، فهي تقع أفقيا. يستخدم هذا النوع من الدوائر المغناطيسية فقط في الأجهزة والهياكل المعقدة. ولذلك، فإن مثل هذه التصاميم لا تستخدم على نطاق واسع.

لذلك، اكتشفنا ما هو الفولاذ الكهربائي وأين يتم استخدامه.

الفولاذ الكهربائي الفولاذ الكهربائي

الفولاذ الكهربائي، ورقة رقيقة، مغناطيسية ناعمة (سم.المواد المغناطيسية الناعمة)الصلب للنوى المغناطيسية معدات كهربائية(المحولات، المولدات، المحركات الكهربائية، الخانقات، المثبتات، المرحلات، الخ). يشمل الفولاذ الكهربائي الفولاذ الكهربائي السيليكوني والحديد النقي.
السيليكون الصلب الكهربائي

يعتبر الفولاذ الكهربائي السيليكوني المادة المغناطيسية الناعمة الرئيسية للاستهلاك الشامل. وفي تركيبها فهي عبارة عن سبيكة من الحديد مع (0.5-5)% سيليكون، والتي تشكل محلولاً صلباً مع الحديد (سم.الحلول الصلبة). تحتوي السبائك أيضًا على 0.1-0.3% منغنيز. اعتمادًا على المستوى المطلوب من الخواص المغناطيسية، يحتوي الفولاذ الكهربائي على كميات مختلفة من السيليكون. إدخال السيليكون يقلل من خسائر التيار الدوامي (سم.التيارات الدوامية)لأنه يزيد من مقاومة المادة. يؤدي التنشيط بالسيليكون إلى زيادة النفاذية المغناطيسية الأولية والحد الأقصى وانخفاض القوة القسرية (سم.القوة القسرية)وتقليل خسائر التباطؤ (سم.التباطؤ)، يقلل من ثوابت التباين المغناطيسي والتضيق المغناطيسي. يعزز السيليكون إطلاق الكربون على شكل جرافيت، بالإضافة إلى إزالة الأكسدة شبه الكاملة للصلب بسبب الارتباط الكيميائي للأكسجين في SiO 2، والذي يتم إطلاقه من الذوبان على شكل خبث. ولكن عندما يكون محتوى Si أكثر من 5%، تتدهور الخواص الميكانيكية، وتزداد الصلابة والهشاشة، ويصبح الفولاذ غير مناسب للختم.
يحتوي فولاذ السيليكون على تباين مغناطيسي (سم.التباين المغناطيسي)، على غرار تباين الحديد النقي، أي أن اتجاه المغنطة السهلة يتزامن مع الاتجاه البلوري، والمغنطة الأكثر صعوبة تتزامن مع القطر المكاني لخلية الوحدة المكعبة.
وفقًا لتكنولوجيا الإنتاج، يتم تقسيم الفولاذ الكهربائي إلى مدلفن على البارد (متناحي الخواص أو متباين الخواص؛ حتى 3.3% سي) ومدرفل على الساخن (متناحي الخواص؛ حتى 4.5% سي)؛ يمكن أن يحتوي الفولاذ الكهربائي على نسبة تصل إلى 0.5% من Al كمادة مضافة لصناعة السبائك. أثناء الدرفلة على البارد، تحدث تشوهات تسبب التوجه التفضيلي للحبيبات البلورية. التلدين عند درجة حرارة 900-1000 درجة مئوية يخفف الضغوط الداخلية ويصاحبه إعادة بلورة مكثفة (خشونة الحبوب)، ونتيجة لذلك يتم توجيه الحبيبات البلورية على طول اتجاه التدحرج بمحاور مغنطة سهلة: يتم الحصول على نسيج مضلع . تم تحسين خصائص الفولاذ بشكل كبير من خلال إنشاء نسيج مغناطيسي تم إنشاؤه عن طريق الدرفلة على البارد والتليين (سم.التلدين)، حيث تحدث إعادة التبلور (سم.إعادة البلورة). الفولاذ المحكم له خصائص متباينة الخواص. يكون فقدان الطاقة أثناء عكس مغنطة الفولاذ الموجه بالحبوب أقل، ويكون الحث المغناطيسي أعلى من الفولاذ المدرفل على الساخن. ها الاستخدام الفعالوهذا ممكن فقط من خلال تصميم دائرة مغناطيسية يمر فيها التدفق المغناطيسي بالكامل في اتجاه المغنطة السهلة. يتم تحقيق هذا الشرط بسهولة أكبر عند استخدام نوى الشريط. مع نسيج الضلع، يتم الحصول على أفضل الخصائص المغناطيسية في اتجاه المتداول، والأسوأ - بزاوية 55 درجة إلى اتجاه المتداول، والذي يتوافق مع اتجاه المغنطة الصعبة.
مع الملمس المكعب، يتم توفير أفضل الخصائص المغناطيسية في اتجاه جميع حواف مكعب خلايا الوحدة.
في بعض الأحيان يتم تقسيم الفولاذ الكهربائي بشكل تقليدي إلى ديناميكي (0.8-2.5٪ سي) ومحول (3-4.5٪ سي). يتم إنتاج الفولاذ الكهربائي على شكل صفائح (غالبًا على شكل لفات) وشرائح ضيقة يبلغ سمكها 0.05-1 مم.
الحديد النقي

تسمى السبائك التي تحتوي على أقل من 0.02% من الكربون بالحديد النقي تجاريًا. ينتمي الحديد النقي تقنيًا أيضًا إلى الفولاذ الكهربائي.
الحديد الفني (حديد ارمكو (سم.ارمكو-حديد)) يحتوي على أقل من 0.04% C وله نفاذية مغناطيسية عالية (م = 4500 غاز/ه). إنها مادة مغناطيسية كهربائية ناعمة (الدرجات E، EA، EAA) وتستخدم في النوى وقطع الأعمدة والمغناطيسات الكهربائية وألواح البطاريات.
يحتوي الحديد النقي من الناحية الفنية (الفولاذ الكهربائي منخفض الكربون) على أقل من 0.05% من الكربون وكمية قليلة من شوائب العناصر الأخرى. يتم الحصول عليها عن طريق الاختزال المباشر للخامات النقية.
الحديد في شكل نقيهي مادة مغناطيسية ناعمة، تعتمد خصائصها المغناطيسية بشكل كبير على محتوى الشوائب. من بين المغناطيسات الأولية، يتمتع الحديد بأعلى نسبة تحريض تشبع (حوالي 2.2 طن). في الحديد النقي تقنيًا، تكون النفاذية المغناطيسية m n - (250-400)، m max - (3500-4500)، القوة القسرية H c - (50-100) A/m، تحريض التشبع B s 2.18 T. الحديد النقي بشكل خاص ، التي تحتوي على كمية صغيرة من الشوائب يتم الحصول عليها بطريقتين معقدتين:
الحديد التحليل الكهربائي - عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول كبريتات الحديديك أو كلوريد الحديديك. النفاذية المغناطيسية للحديد الإلكتروليتي m n - 600، m max - 15000، القوة القسرية Hc -30 A/m، تحريض التشبع B s 2.18 T
يتم الحصول على حديد الكربونيل من خلال التحلل الحراري لخماسي كربونيل الحديد: Fe(CO)5 = Fe+5CO. يتمتع حديد الكربونيل بنفاذية مغناطيسية m n - ، m كحد أقصى - 15000، قوة قسرية Hc -30 A/m، تحريض التشبع B s 2.18 T
تتأثر الخواص المغناطيسية للحديد التركيب الكيميائي، البنية، حجم الحبوب، تشويه الشبكة البلورية، الإجهاد الميكانيكي. الخواص المغناطيسيةويتم تحسين الحديد عن طريق زراعة حبيبات كبيرة الحجم، نتيجة ذوبانه المتكرر في الفراغ. تتم إزالة الضغوط الداخلية في الأجزاء عن طريق التلدين.
تتميز جودة الفولاذ الكهربائي بحجم وتباين الخواص المغناطيسية، الأبعاد الهندسيةوجودة الصفائح والشرائط والخواص الميكانيكية وكذلك معلمات الطلاء العازل الكهربائي. إن تقليل خسائر محددة في الفولاذ يضمن تقليل فقدان الطاقة في الدوائر المغناطيسية؛ زيادة الحث المغناطيسي للصلب يجعل من الممكن تقليل أبعاد النوى المغناطيسية. يؤدي تقليل تباين الخواص المغناطيسية إلى تحسين خصائص الأجهزة ذات النوى المغناطيسية الدوارة. يستخدم الفولاذ الكهربائي في إنتاج مولدات التيار الكهربائي، والمحولات، محركات كهربائيةوإلخ.

إنها مادة مغناطيسية ناعمة تستخدم على نطاق واسع في المنتجات الكهربائية. يتم إدخال 0.8-4.8% سيليكون في الفولاذ، مما يزيد بشكل كبير من المقاومة الكهربائية. ونتيجة لذلك، يتم تقليل فقد الطاقة الناتج عن التيارات الدوامية في الفولاذ الكهربائي بشكل حاد. وفي الوقت نفسه، فإن إدخال السيليكون يقلل من خسائر التباطؤ ويزيد من النفاذية المغناطيسية في المجالات الضعيفة والمتوسطة.

يتميز الفولاذ الكهربائي بقدرة قسرية منخفضة ونفاذية مغناطيسية عالية، مما يجعله المادة الرئيسية المستخدمة في تصنيع الدوائر المغناطيسية المختلفة في الآلات والأجهزة الكهربائية. يتم إنتاج الفولاذ الكهربائي على شكل صفائح بسمك 0.1-0.5 مم، مدرفلة على الساخن أو البارد. اعتمادًا على التركيب، يتم تقسيم هذا الفولاذ إلى عدد من الدرجات: 1111، 1112، 1311، 1411، 3411، إلخ. الرقم الأول في تعيين درجة الفولاذ الكهربائي يميز الفئة وفقًا للحالة الهيكلية ونوع الفولاذ. المتداول:
1 - الخواص المدرفلة على الساخن؛ 2 - الخواص المدرفلة على البارد؛ 3 - متباين الخواص المدرفلة على البارد. الرقم الثاني يميز محتوى السيليكون: 0 - ما يصل إلى 0.4٪؛ 1 - من 0.4 إلى 0.8%؛ 2 - من 0.8 إلى 1.8%؛ 3 - من 1.8 إلى 2.8%؛ 4 - من 2.8 إلى 3.8%؛ 5- من 3.8 إلى 4.8%. يميز الرقم الثالث المجموعة وفقًا للخاصية المعيارية الرئيسية: 0 - خسائر محددة عند الحث المغناطيسي B = 1.7 تسلا والتردد f = 50 هرتز (ع 1.7/50)؛ 1 - خسائر محددة عند B = 1.5 T وf = 50 هرتز (ع 1.5/50)؛ 2 - خسائر محددة عند B = 1.0 T وf = 400 هرتز (ع 1.0/400)؛ 6 - الحث المغناطيسي في المجالات المغناطيسية الضعيفة عند B = 0.4 A/M (B 0.4)؛ 7- الحث المغناطيسي في متوسط ​​المجالات المغناطيسية عند B = 10 A/M (B 1.0). يشير الرقم الرابع رقم سرينوع من الفولاذ.

الفرق بين الفولاذ المدلفن على الساخن والفولاذ المدلفن على البارد يرجع إلى حد كبير إلى بنيتها البلورية. تتمتع المواد البلورية الخشنة بنفاذية مغناطيسية أعلى وقوة قسرية أقل من المواد البلورية الدقيقة. تتيح المعالجات الميكانيكية والحرارية، كما هو معروف، تغيير حجم البلورات، وبالتالي الخواص المغناطيسية للمواد المغناطيسية. في بالقطعوتصلب الفولاذ، تنشأ ضغوط داخلية في المعدن، مما يمنع التوجيه الحر للمغناطيس الأولي في اتجاه المجال أثناء المغنطة. وهذا يؤدي إلى انخفاض في النفاذية المغناطيسية وزيادة في القوة القسرية.

على العكس من ذلك، يؤدي تلدين الفولاذ (التسخين ثم التبريد البطيء) إلى انخفاض في الضغوط الداخلية وزيادة في أحجام البلورات. ونتيجة لذلك، تزداد النفاذية المغناطيسية وتقل القوة القسرية. عند درفلة الفولاذ الكهربائي على الساخن، يحدث اتجاه طفيف فقط لحبيبات الفولاذ في اتجاه التدحرج. هذا الفولاذ الخواص له نفس الخصائص المغناطيسية تقريبًا في اتجاهات مختلفة.

من خلال الدرفلة المتكررة على البارد للفولاذ والمعالجة الحرارية الخاصة (التليين)، يتم إنتاج ما يسمى بالفولاذ الموجه نحو الحبوب ذو البنية البلورية الخشنة. في ورقة من الفولاذ المحكم 1 (الشكل 353، ب)، لا توجد بلورات فردية 2 بشكل عشوائي، ولكن لها اتجاه مكاني معين؛ يتم تثبيت حواف المكعب في اتجاه التدحرج، ونتيجة لذلك يتزامن اتجاه التدحرج مع محور مغنطة سهلة لهذا الفولاذ. يسمى هذا الفولاذ متباين الخواص، وعندما يستخدم بشكل صحيح (إذا كان اتجاه التدفق المغناطيسي يمر عبر القلب، يتكون من صفائح الفولاذ، يتزامن مع اتجاه المتداول) لديه نفاذية مغناطيسية أعلى بكثير وقوة قسرية أقل من غير محكم. إن تقليل سمك صفائح الفولاذ الكهربائية له تأثير مفيد على تقليل الخسائر الناجمة عن التيارات الدوامة.

النوى المغناطيسية لمختلف الموصلات والمرحلات والمنظمين مصنوعة من صفائح الفولاذ الكهربائية من الدرجة الأولى، ونوى الدوارات والأجزاء الساكنة في الآلات الكهربائية التي تعمل بالتيار المتردد، وتجهيزات الآلات التي تعمل بالتيار المستمر مصنوعة من الفولاذ من الدرجة الثانية، والنوى المغناطيسية من الفولاذ من الدرجة الثانية. محولات الطاقة والأعضاء الساكنة للآلات المتزامنة الكبيرة.

لتصنيع إطارات الآلات الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر، يتم استخدام صب الفولاذ الذي يحتوي على نسبة كربون تصل إلى 1٪. تخضع المنتجات المصبوبة من هذا الفولاذ للتليين البطيء. الأجزاء الملحومة للآلات الكهربائية مصنوعة من الكربون الهيكلي أو الفولاذ منخفض السبائك. الأعمدة الرئيسية لآلات التيار المستمر مصنوعة من صفائح من نفس الفولاذ.

الأجزاء المهمة من الآلات الكهربائية - أعمدة المحرك والدوار، وقضبان الربط، والينابيع - مصنوعة من الفولاذ مع خصائص ميكانيكية متزايدة - سبائك تحتوي على الكروم والنيكل والتنغستن والموليبدينوم.

في بعض الأجهزة الكهربائية هناك حاجة لاستخدام مواد غير مغناطيسية، وعلى وجه الخصوص، الفولاذ غير المغناطيسي أو الحديد الزهر. يتم استخدامها، على سبيل المثال، في صناعة الأغطية والأغلفة والمثبتات لمحولات الطاقة. للحصول على مثل هذا الفولاذ والحديد الزهر، يتم إدخال إضافات كبيرة من النيكل في تركيبتها (20-25٪ للصلب و9-12٪ للحديد الزهر)، مما يساهم في إنشاء هيكل بلوري خاص يمنع تكوين المناطق من المغنطة العفوية. يعتبر الفولاذ غير المغناطيسي والحديد الزهر من المواد الممغنطة. النفاذية المغناطيسية النسبية هي 1.05-1.2.