Thép Silic Hướng Tán Chilled (CRGO) | Đặc tính Ứng dụng
Việc thêm silic (Si) vào sắt (Fe) với tỷ lệ phù hợp thông qua một số quy trình sản xuất cụ thể cải thiện đáng kể các tính chất từ và điện của sắt. Đến cuối thế kỷ 19, người ta phát hiện ra rằng việc thêm silic vào sắt cải thiện đáng kể độ dẫn điện của sắt, và do đó thép silic hoặc thứ mà chúng ta biết ngày nay là thép điện được phát triển. Nó không chỉ giảm thiểu tổn thất dòng xoáy trong thép, mà còn quan sát thấy sự cải thiện đáng kể về tính thấm từ và giảm thiểu sự co giãn từ. Bảng dưới đây cho thấy cách một số hành vi điện và từ tính của sắt thay đổi khi thêm silic.
N. P. Goss, nhà phát minh sớm của quy trình sản xuất thép silic định hướng hạt cán nguội hay thép CRGO vào năm 1933 đã đưa ra ý tưởng bằng lời của mình: "Tôi có bằng chứng thực nghiệm cho thấy có mối quan hệ rõ ràng giữa kích thước hạt và độ dẻo dai của mẫu thử và các tính chất từ của nó. Bằng chứng này cho thấy các hạt nhỏ, đồng đều và độ dẻo dai cao đi kèm với tính thấm từ cao". Ý tưởng này đã tạo nên cuộc cách mạng trong ngành thép, dẫn đến việc sản xuất thép cấp cao. Dựa trên hướng của các hạt, có hai loại thép silic:
Thép silic định hướng hạt (GO).
Thép silic không định hướng hạt (GNO).
Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về thép GO. Cụ thể, chúng ta sẽ thảo luận về thép silic định hướng hạt cán nguội (CRGO) và các ứng dụng của nó.
Cán nguội thép
Điều này được thực hiện để giảm độ dày của thép trong khoảng từ 0,1 mm đến 2 mm, điều mà không thể đạt được bằng cán nóng. Trong quá trình này, dưới điều kiện được kiểm soát cẩn thận, các đặc tính từ tối ưu được đạt được theo hướng cán. Hướng này cũng được gọi là kết cấu Goss (110)[001], là hướng dễ từ hóa theo hướng cán. Điều này có thể được thể hiện trong hình dưới đây. Thép định hướng hạt không được sử dụng trong các máy điện xoay chiều trong đó trường từ nằm trong mặt phẳng của các tấm nhưng góc giữa trường từ và hướng cán liên tục thay đổi. Để mục đích này, thép silic không định hướng hạt được sử dụng.
Biểu đồ đại diện cho kết cấu cán (110)[001] hay kết cấu Goss
Tính chất của thép CRGO
Đây là vật liệu từ mềm và có các tính chất sau:
Tính thấm từ cao.
Giảm thiểu sự co giãn từ.
Độ dẫn điện cao.
Hệ số chồng xếp hoặc lợp cao cho phép thiết kế lõi nhỏ gọn.
Tổn thất thấp.
Các cấp độ của thép CRGO
Các cấp độ thép ban đầu được biết đến như M7 (0,7 watt / pound tại 1,5T/60Hz) và M6 (0,6 watt/pound tại 1,5T/60Hz).
Tương tự, các cấp độ M5, M4 và M3 được phát triển vào cuối thập kỷ sáu mươi.
Một vật liệu mới gọi là Hi-B có mức độ định hướng đáng kinh ngạc và tốt hơn 2-3 cấp độ so với các sản phẩm thép CRGO truyền thống.
Ứng dụng của thép silic CRGO làm lõi biến áp
Thép cấp CRGO chủ yếu được sử dụng làm vật liệu lõi cho biến áp điện lực và biến áp phân phối. Điều này có thể được giải thích như sau:
Tính thấm từ cao dẫn đến dòng điện kích thích thấp và cảm ứng thấp.
Hysteresis thấp và tổn thất dòng xoáy.
Hệ số lợp tuyệt vời dẫn đến thiết kế nhỏ gọn và hiệu quả hơn, do đó giảm thiểu lượng vật liệu cần thiết.
Đặc tính bão hòa đỉnh cao.
Mức độ co giãn từ rất thấp dẫn đến giảm tiếng ồn.
Tăng cường khả năng cuộn dây và cải thiện năng suất.
Tầm nhìn tương lai của thép silic CRGO
Dù có những lựa chọn thay thế cho thép cấp CRGO như sắt-niken, mu-metal, băng amorphous boron, superglass, v.v., thép CRGO vẫn là lựa chọn vượt trội trong ngành biến áp. Các hợp kim như kim loại amorphous Fe78-B13-Si9 đã cho thấy có tổn thất lõi ít hơn nhiều khi được sử dụng làm lõi của biến áp phân phối so với thép cấp CRGO. Một thành phần silic tối ưu trong thép có thể thay đổi kết cấu để đạt được các tính chất từ mong muốn khi được sản xuất dưới điều kiện kiểm soát.
Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
