پلاکهای فولاد سیلیسیوم با جهت‌گیری دانه (CRGO) | ویژگی‌ها کاربردها

با افزودن سیلیکون (Si) به آهن (Fe) در نسبت‌های مناسب با استفاده از فرآیندهای تولید خاص، ویژگی‌های مغناطیسی و الکتریکی آهن به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد. تا پایان قرن نوزدهم کشف شد که افزودن سیلیکون به آهن مقاومت الکتریکی آهن را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و بنابراین فولاد سیلیکونی یا آنچه امروزه به عنوان فولاد الکتریکی شناخته می‌شود توسعه یافت. این امر نه تنها باعث کاهش زیادی در ضایعات دوگانه در فولاد شد بلکه بهبود قابل توجهی در نفوذپذیری مغناطیسی و کاهش در مگنتوستریکشن مشاهده شد. جدول زیر نشان می‌دهد که چگونه برخی از رفتارهای الکتریکی و مغناطیسی آهن با افزودن سیلیکون تغییر می‌کند.

N. P. Goss، مخترع اولیه فرآیند تولید فولاد سیلیکونی غربال‌دار خنک‌شده یا فولاد CRGO در سال ۱۹۳۳ ایده خود را با کلمات خود بیان کرد: "من شواهد تجربی دارم که من را به باور می‌رساند که رابطه‌ای ظاهری بین اندازه دانه و چقرمگی نمونه و ویژگی‌های مغناطیسی آن وجود دارد. این شواهد نشان می‌دهد که دانه‌های کوچک و یکنواخت و چقرمگی بالا همراه با نفوذپذیری بالا هستند". این ایده باعث انقلابی در صنعت فولاد شد که منجر به تولید فولادهای با کیفیت بالا شد. بر اساس جهت‌گیری دانه‌ها، دو نوع فولاد سیلیکونی وجود دارد:

1. فولاد سیلیکونی غربال‌دار (GO).

2. فولاد سیلیکونی غیرغربال‌دار (GNO).

در بخش‌های بعدی، ما درباره فولاد GO صحبت خواهیم کرد. به طور خاص، ما درباره فولاد سیلیکونی غربال‌دار خنک‌شده (CRGO) و کاربردهای آن صحبت خواهیم کرد.

رقابت خنک فولاد

این کار برای کاهش ضخامت فولاد در محدوده ۰.۱ میلی‌متر تا ۲ میلی‌متر انجام می‌شود که با رقابت داغ قابل دستیابی نیست. در طول این فرآیند، تحت شرایط کنترل شده بهینه، ویژگی‌های مغناطیسی بهینه در جهت رقابت به دست می‌آید. این جهت همچنین به عنوان متنس گاس (110)[001] شناخته می‌شود که جهت ساده‌ترین مغناطیس‌سازی در جهت رقابت است. این مورد را می‌توان در شکل زیر مشاهده کرد. فولاد غربال‌دار در ماشین‌های الکتریکی چرخان که میدان مغناطیسی در صفحه لایه‌ها است ولی زاویه بین میدان مغناطیسی و جهت رقابت مداوم تغییر می‌کند، استفاده نمی‌شود. برای این منظور فولاد سیلیکونی غیرغربال‌دار استفاده می‌شود.

نمایش سхماتیک متنس رقابت (110)[001] یا متنس گاس

ویژگی‌های فولاد CRGO

این یک مواد مغناطیسی نرم است و دارای ویژگی‌های زیر است:

• نفوذپذیری مغناطیسی بالا.

• کاهش مگنتوستریکشن.

• مقاومت الکتریکی بالا.

• عامل لایه‌بندی یا لامینه‌سازی بالا اجازه طراحی‌های فشرده‌تر را می‌دهد.

• ضایعات کم.

طبقات فولاد CRGO

• طبقات اولیه فولاد به عنوان M7 (0.7وات/پوند در 1.5T/60Hz) و M6 (0.6وات/پوند در 1.5T/60Hz) شناخته می‌شدند.

• به طور مشابه، طبقات M5، M4 و M3 در اواخر دهه شصت توسعه یافتند.

• یک ماده جدید به نام Hi-B با درجه‌ای بسیار بالا از جهت‌گیری وجود دارد که ۲-۳ طبقه بهتر از محصولات فولاد CRGO معمولی است.

کاربرد فولاد سیلیکونی CRGO به عنوان هسته ترانسفورمر

فولاد طبقه CRGO عمدتاً به عنوان ماده هسته‌ای برای ترانسفورمرهای قدرت و ترانسفورمرهای توزیع استفاده می‌شود. این مورد را می‌توان به شرح زیر توضیح داد:

• نفوذپذیری مغناطیسی بالا منجر به جریان‌های تحریک کمتر و القای کمتر می‌شود.

• کمترین ضایعات هیستریسیس و ضایعات دوگانه.

• عامل لامینه‌سازی عالی منجر به طراحی‌های بهتر و فشرده‌تر و بنابراین کمترین مقدار مواد مورد نیاز می‌شود.

• ویژگی‌های اشباع بالا در نقطه زانو.

• سطح بسیار کمی از مگنتوستریکشن منجر به کاهش سر و صداست.

• افزایش راحتی در پیچیدن و بهبود بهره‌وری.

آینده فولاد سیلیکونی CRGO

در حالی که جایگزین‌هایی برای طبقات CRGO از جمله آلیاژ نیکل-آهن، مو-متال، نوار بورون آمورف، سوپرگلاس و غیره وجود داشته‌اند، فولاد CRGO همچنان گزینه برتر در صنعت ترانسفورمر است. آلیاژهایی مانند فلز آمورف Fe78-B13-Si9 نشان داده‌اند که وقتی به عنوان هسته ترانسفورمر توزیع استفاده می‌شوند، ضایعات هسته‌ای کمتری نسبت به فولاد طبقه CRGO دارند. یک مقدار بهینه از افزودن سیلیکون به فولاد می‌تواند با تولید تحت شرایط کنترل شده متنس مطلوب را به دست آورد.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.