Hladno valjano zrno orijentirano (CRGO) silicijsko čeliko | Svojstva i primjene

Dodavanje kisika (Si) u željezo (Fe) u pravim proporcijama uz pomoć određenih proizvodnih procesa značajno poboljšava magnetske i električne osobine željeza. Do kraja 19. stoljeća otkriveno je da dodavanje kisika u željezo značajno poboljšava otpornost željeza, pa je razvijeno silikonsko željezo ili ono što danas poznajemo kao električno željezo. To ne samo smanjilo gubitke strujanja u željezu, već se primijetilo značajno poboljšanje magnetske permeabilnosti i smanjenje magnetostrukcije. Tabela ispod pokazuje kako se određeni električni i magnetski ponašanja željeza mijenjaju uz dodavanje kisika.

N. P. Goss, rani izumitelj proizvodnog procesa hladnokovanog usmjerenog silikonskog željeza ili CRGO željeza 1933. godine, dao je ideju u svojim riječima: "Imam eksperimentalne dokaze koji me vode da vjerujem da postoji očigledna veza između veličine zrna i duktilnosti uzorka i njegovih magnetskih osobina. Ovi dokazi pokazuju da su male, uniformne zrna i visoka duktilnost prate visoku permeabilnost". Ova ideja dovela je do revolucije u čelikarskoj industriji, vodeći do proizvodnje visokokvalitetnih čelika. Na temelju orijentacije zrnaka postoje dvije vrste silikonskog željeza:

1. Usmjeno silikonsko željezo (GO).

2. Nesusmjeno silikonsko željezo (GNO).

U sljedećim odjeljcima diskutirat ćemo GO čelik. Konkretno, diskutirat ćemo hladnokovan usmjeno (CRGO) silikonsko željezo i njegove primjene.

Hladno valjanje čelika

Radi se kako bi se smanjila debljina čelika u rasponu od 0,1 mm do 2 mm, što se ne može postići toplim valjanjem. Tijekom ovog procesa, pod pažljivo kontroliranim uvjetima, postižu se optimalne magnetske karakteristike u smjeru valjanja. Taj smjer također se naziva Goss tekstura (110)[001], koja je smjer lako magnetiziranja u smjeru valjanja. To se može vidjeti na slici ispod. Usmjeno željezo se ne koristi u rotirajućim električnim strojevima u kojima je magnetsko polje u ravnini listova, ali kut između magnetskog polja i smjera valjanja se stalno mijenja. Za tu svrhu koristi se nesusmjeno silikonsko željezo.

Skemički prikaz (110)[001] valjane teksture ili Goss teksture

Osobine CRGO čelika

To je meki magnetski materijal i ima sljedeće osobine:

• Visoka magnetska permeabilnost.

• Smanjena magnetostrukcija.

• Visoka otpornost.

• Visoki faktor slojevanja omogućuje kompaktna dizajna jezgra.

• Niske gubitke.

Vrste CRGO čelika

• Rani stupnjevi čelika bili su poznati kao M7 (0,7 vat / lb na 1,5T/60Hz) i M6 (0,6 vat/lb na 1,5T/60Hz).

• Slično tome, stupnjevi M5, M4 i M3 razvijeni su kasnih šezdesetih.

• Novi materijal poznat kao Hi-B ima izuzetnu razinu orijentacije i 2-3 stupnja bolje od konvencionalnih proizvoda CRGO čelika.

Primjena CRGO silikonskog čelika kao jezgra transformatora

CRGO stupanj čelika uglavnom se koristi kao materijal za jezgro transformatora snage i distribucijskih transformatora. To se može objasniti na sljedeći način:

• Visoka magnetska permeabilnost dovodi do niskih pobudnih struja i nižih indukcija.

• Niske histereze i gubitci strujanja.

• Izvrsan faktor slojevanja dovodi do boljih i kompaktnih dizajna, te manje potrebne materije.

• Visoke karakteristike nasycenosti kolena.

• Vrlo n