[9] Магнитные Материалы (987511), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Кремнистая электротехническая сталь

Кремнистая электротехническая сталь (по ГОСТу электротех­ническая тонколистовая) является основным магнитномягким ма­териалом массового потребления. Введением в состав этой стали кремния достигается повышение удельного сопротивления, что вы­зывает снижение потерь на вихревые токи. Кроме того, наличие в стали кремния способствует выделению углерода в виде графи­та, а также почти полному раскислению стали. Это приводит к увеличению μ_н, уменьшению Н_с и к снижению потерь на гистере­зис.

Таблица 9.2. ПЛОТНОСТЬ И УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ КРЕМНИЯ

Таблица 9.3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ И МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ КЛАССА 2

Сталь, содержащая до 4% кремния, обладает достаточно удов­летворительными механическими свойствами, а при наличии выше 5% кремния она становится очень хрупкой. Путем специализиро­ванной прокатки и особой термической обработки можно изгото­вить текстурованную сталь крупнокристаллического строения, при­чем кристаллы окажутся ориентированными осями наиболее лег­кого намагничивания параллельно направлению прокатки. Маг­нитные свойства такой стали в направлении прокатки значитель­но выше, чем стали, не подвергавшейся подобной обработке.

Сталь электротехническую тонколистовую подразделяют и маркируют:

a) по структурному состоянию и виду прокатки на классы (первая цифра марки): 1 — горячекатаная изотропная, 2 - холоднокатаная изотропная, 3— холоднокатаная анизотропная с ребро­вой текстурой;

б) по содержанию кремния (вторая цифра марки): 0—с содержанием крем­ния до 0,4% включительно (нелегирован­ная), 1 — св. 0,4 до 0,8% вкл., 2 — св. 0,8 до 1,8% вкл., 3—св. 1,8 до 2,8 вкл., 4— св. 2,8 до 3,8% вкл.. 5—св. 3,8 до 4.8% вкл.;

в) по основной нормируемой харак­теристике на группы (третья цифра в марке): 0—удельные потери при магнит­кой индукции 1,7 Т и частоте 50 Гц (Р_1,7/50); 1 —при 1,5 Т и 50 Гц (Р_1,5/50); 2— 1,0 Т и 400 Гц (Р_1,0/400); 6— магнит­ная индукция в слабых магнитных полях при напряженности поля 0,4 А/м (В_0,4); 7—магнитная индукция в средних маг­нитных полях при 10 А/м (В₁₀). Сталь маркируется четырьмя цифра­ми. Вместе первые три цифры означают тип стали; четвертая — порядковый но­мер типа стали.

Р
ис. 9.15. Зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля для электротехнической стали: 1—1521 толщиной 0,35 мм; 2— 1572 толщиной 0,1 мм

Плотность и удельное электрическое сопротивление электротехнической стали зависят от степени ее легирования кремнием, как это показано в табл. 9.2.

Сталь выпускается в виде рулонов, листов и резаной ленты. Она может быть без электроизоляционного покрытия или иметь его. Толщина листов стали 0,1—1 мм. Сталь различных классов предназначается для изготовления магнитных цепей аппаратов, трансформаторов, приборов, электрических машин. Текстурованная сталь анизотропна и используется для сердечников трансфор­маторов, изготовляемых по способу «намотки» из рулонного мате­риала. Применение этой стали в силовых трансформаторах позво­ляет уменьшить их массу и габаритные размеры на 20—25%, а в радиотрансформаторах—на 40%.

Таблица 9.4. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ ПОТЕРЬ В МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ КЛАССА 3

В табл. 9.3 приведены предельные значения удельных потерь и индукции для стали класса 2, а в табл. 9.4—для стали класса 3.

Зависимости магнитной индукции от напряженности магнит­ного поля для сталей 1521 и 1572 приведены на рис. 9.15.

Низкокоэрцитивные сплавы

Пермаллои — это железо-никелевые сплавы, обладающие весьма большой магнитной проницаемостью в области слабых по­ большой магнитной проницаемостью в области слабых по­ лей и очень маленькой коэрцитивной силой. Пермаллои подразделяют на высоко- и низконикелевые. Высоко­никелевые пермаллои содержат 72— 80% никеля, а низконикелевые— 40—50% никеля.

Изменение основных магнитных свойств и удельного сопротивления сплавов железо-никель в зависимо­сти от содержания никеля показано на рис. 9.16. Наибольшая макси­мальная магнитная проницаемость получается у сплава, содержащего 78,5% Ni. Очень легкую намагничиваемость пермаллоев в слабых по­лях объясняют практическим отсут­ствием у них анизотропии и явления магнитострикции. Магнитные свой­ства пермаллоев очень чувствитель­ны к внешним механическим напря­жениям, зависят от химического со­става и наличия инородных приме­сей в сплаве, а также очень резко меняются от режимов термообра­ботки материала (температуры, ско­рости нагрева и охлаждения, окру­жающей среды и т. д.). Термическая обработка высоконикелевых пер­маллоев сложнее, чем низконикелевых.

Р
ис. 9.16 Зависимости магнитных свойств и удельного сопротивления сплавов железо-никель от со­держания никеля

Из рис. 9.16 можно заключить, что индукция насыщения высоко­никелевых пермаллоев почти в два раза ниже, чем у электротехнической стали, и в полтора раза ниже, чем у низконикелевых. Магнитные прони­цаемости высоконикелевых пермаллоев в несколько раз выше, чем у низконикелевых, и намного пре­восходят проницаемости электротехнических сталей. Удельное со­противление высоконикелевых пермаллоев почти в 3 раза меньше, чем низконикелевых; поэтому при повышенных частотах предпочти­тельнее использовать низконикелевые пермаллои. Кроме того, маг­нитная проницаемость пермаллоев сильно снижается с увеличением частоты (см. рис. 9.6) и тем резче, чем больше было ее первоначаль­ное значение. Это объясняется возникновением в материале за­метных вихревых токов из-за небольшого значения удельного со­противления. Стоимость пермаллоев определяется содержанием в их составе никеля.

Для придания сплавам необходимых свойств в состав пермал­лоев вводят ряд добавок. Молибден и хром повышают удельное сопротивление и началь­ную магнитную проницаемость пермаллоев и уменьшают чувст­вительность к механическим деформациям. Однако одновременно с этим снижается индукция насыщения. Медь увеличивает посто­янство μ, в узких интервалах напряженности магнитного поля, по­вышает температурную стабильность и удельное сопротивление, а также делает сплавы легко поддающимися механической обработ­ке. Кремний и марганец в основном только увеличивают удельное сопротивление пермаллоев.

Характеристики

Список файлов учебной работы