Хладнотечно ориентирана (CRGO) силициден чуган | Свойства и приложения
Добавянето на силиций (Si) в желязото (Fe) в правилни пропорции с помощта на определени производствени процеси значително подобрява магнитните и електрическите свойства на желязото. Край през 19 век беше открито, че добавянето на силиций към желязото значително подобрява удържането на желязото, така че беше разработен силициево-желязен сплав или това, което днес познаваме като електрическо желязо. Това не само намали загубите от индукционни токове в желязото, но и наблюдаваха се значителни подобрения в магнитната проницаемост и намаление на магнитната деформация. Таблицата по-долу показва как някои електрически и магнитни поведения на желязото се изменят при добавяне на силиций.
N. P. Goss, ранният изобретател на процеса за производство на хладно валено зернесто ориентирано силициево-желязо или CRGO стомана през 1933 г., дал идеята със собствените си думи: „Имам експериментални доказателства, които ме карат да вярвам, че има явна връзка между размера на зърната и втвърдяването на образец и неговите магнитни свойства. Тези доказателства показват, че малки, равномерни зърна и висока пластичност придружават висока проницаемост“. Тази идея доведе до революция в стоманената индустрия, водейки до производството на висококачествени стомани. В зависимост от ориентацията на зърната има два типа силициеви стомани:
Зернесто ориентирано силициево-желязо (GO).
Незернесто ориентирано силициево-желязо (GNO).
В следващите секции ще обсъдим GO стоманата. Специално ще обсъдим хладно валено зернесто ориентирано (CRGO) силициево-желязо и неговите приложения.
Хладно валене на стомана
Това се прави, за да се намали дебелината на стоманата в диапазона от 0,1 мм до 2 мм, което не може да бъде постигнато с горещо валене. По време на този процес, при внимателно контролирани условия, се постигат оптимални магнитни характеристики в посоката на валене. Тази посока е известна също като текстура на Гос (110)[001], която е посоката на лесна намагничиваемост в посоката на валене. Това може да се види на фигурата по-долу. Зернесто ориентираната стомана не се използва в ротационните електрически машини, в които магнитното поле е в равнината на листовете, но ъгълът между магнитното поле и посоката на валене постоянно се променя. За тази цел се използва незернесто ориентирана силициева стомана.
Схематично представяне на текстурата (110)[001] или текстура на Гос
Свойства на CRGO стоманата
Това е мягък магнитен материал и има следните свойства:
Висока магнитна проницаемост.
Намалена магнитна деформация.
Високо удържане.
Висок фактор на ламиниране или слагане позволява компактни конструкции.
Ниски загуби.
Класове на CRGO стоманата
Ранните класове стомана бяха известни като M7 (0,7 вата / фунт при 1,5T/60Hz) и M6 (0,6 вата/фунт при 1,5T/60Hz).
По същия начин, M5, M4 и M3 класове бяха разработени в края на шестдесетте години.
Новият материал, наречен Hi-B, има забележителна степен на ориентация и е с 2 – 3 класа по-добър от традиционните продукти от CRGO стомана.
Приложение на CRGO силициево-желязо като ядро на трансформатор
CRGO класовата стомана основно намира приложение като ядро за сила трансформатори и разпределителни трансформатори. Това може да се обясни по следния начин:
Високата магнитна проницаемост води до ниски възбудителни токове и по-ниски индукции.
Ниски хистерезис и индукционни токове.
Отличен фактор на ламиниране води до по-добри и компактни дизайни и следователно по-малко необходим материал.
Високи характеристики на насыщаване на коленото.
Много ниско ниво на магнитна деформация води до намаление на шума.
Подобрява лекотата на намотване и увеличава продуктивността.
Бъдещ перспективи на CRGO силициево-желязо
Въпреки че има алтернативи към CRGO класовете стомана, като никел-желязо, му-метал, аморфен борен стрип, суперстъкло и т.н., все още CRGO стоманата е по-добрият избор в индустрията на трансформаторите. Легировани метални материали като аморфен метал Fe78-B13-Si9 са показали, че имат много по-ниски ядрени загуби, когато се използват като ядро на разпределителен трансформатор, в сравнение с CRGO класовата стомана. Оптимален състав на силиций в стоманата може да промени текстурата, така че да се постигнат желаните магнитни свойства при производство в контролирани условия.
Декларация: Уважавайте оригинала, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на авторските права, моля, свържете се за изтриване.
