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硅钢

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硅钢

含硅为1.0~4.5%,含 碳量小于0.08%的硅合金钢叫做 硅钢。它具有导磁率高、矫顽力低、 电阻系数大等特性,因而磁滞损失 和涡流损失都小。主要用作电机、变 压器、电器以及电工仪表中的磁性 材料。为了制造电器时满足冲剪加 工的需要,还要求有一定的塑性。为 了提高磁感性能,降低磁滞损耗,要 求其有害杂质含量越低越好,并要 求板型平整,表面质量好。

简史

1900年哈德菲尔德(R.A.Hadfield)报道,硅含量2.5%~5.5%的铁硅合金具有比铁更高的磁性。1903年开始生产热轧硅钢片。1934年戈斯(GossN P)发展(110)[001]冷轧取向硅钢,沿钢板轧制方向磁性明显提高,适用于制作变压器,1935年美国阿姆科(Armco)钢公司开始生产,随后又生产冷轧无取向硅钢。1949年阿姆科制成0.05mm和0.1mm厚的冷轧取向硅钢薄带,用于军事工业。60年代初美国开始大量生产硅含量<0.5%的低碳电工钢。60年代末,某些国家陆续停止生产热轧硅钢。1968年,日本新日铁钢公司开发并生产了高磁感取向硅钢(Hi-B钢)。70年代中期,日本又陆续开发了几个取向硅钢、无取向硅钢和低碳电工钢新牌号。1986年日本钢管公司生产出硅含量为6.5%的高硅钢产品。中国1954年生产热轧硅钢,1959年制成并生产了冷轧取向硅钢薄带,1979年生产冷轧取向和无取向硅钢。目前,世界电工钢年产量在600万t以上,占钢材总产量的0.9%~1.3%。日本、前苏联和美国年产量都超过100万t,其中取向硅钢约占25%,低碳低硅电工钢约占65%。

硅钢性能特点

硅钢以铁芯损耗(简称铁损)和磁感应强度(简称磁感)作为产品磁性保证值。硅钢铁损低可节省大量电能,延长电机和变压器工作运转时间和简化冷却系统。由于硅钢铁损造成的电量损失占全年发电量的2.5%~4.5%,其中变压器铁损约占50%,1~100kW小型电机约占30%,日光灯镇流器约占15%。

硅钢磁感高,铁芯的激磁电流降低,也节省电能。硅钢磁感高可使设计的最大磁感(Bm)高、铁芯体积小、重量轻,节省硅钢、导线、绝缘材料和结构材料等,既使电机和变压器损耗和制造成本降低,又便于组装和运输。由带齿圆形冲片叠成铁芯的电机在运转状态下工作。要求硅钢板为磁各向同性,用无取向硅钢制造。由条片叠成铁芯或由条带卷绕成铁芯的变压器在静止状态下工作,用磁各向异性大的冷轧取向硅钢制造。此外,要求硅钢具有好的冲剪性,表面光滑平整和厚度均匀,好的绝缘膜和磁时效小。

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