Acero eléctrico: producción y aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La producción de este tipo de acero ocupa una posición de liderazgo entre otros materiales magnéticos. El acero eléctrico es una aleación de hierro con silicio, cuya proporción es del 0,5% al 5%. La gran popularidad de productos de este tipo puede explicarse por sus altas propiedades electromagnéticas y mecánicas. Dicho acero está hecho de componentes ampliamente utilizados, en los que no hay escasez. Esto explica su bajo costo.

Influencia del silicio

Este componente, en interacción con el hierro, forma una solución densa con alta resistividad, cuyo valor depende del porcentaje de silicio en la aleación. Cuando se expone al hierro puro, pierde sus propiedades magnéticas.

Pero cuando afecta a lo técnico, por el contrario, tiene un efecto positivo. La permeabilidad del hierro aumenta y hay una mejora en la estabilidad del metal. El efecto favorable del silicio (Si) se puede explicar de la siguiente manera. Bajo la influencia de este elemento, el carbono se transfiere al grafito desde el estado de cementita, que tiene menos propiedades magnéticas. El elemento Si tiene un efecto indeseable sobredisminución de la inducción. Su influencia se extiende a la conductividad térmica y a la densidad del hierro.

Impurezas en la composición

En su composición, el acero eléctrico puede contener otros componentes: azufre, carbono, manganeso, fósforo y otros. El más dañino de ellos es el carbono (C). Puede estar en forma de cementita y grafito. Esto afecta a la aleación de manera diferente, al igual que el porcentaje de carbono. Para evitar inclusiones no deseadas del elemento C, el acero no debe enfriarse rápidamente para el siguiente envejecimiento y estabilización.

Los siguientes componentes tienen un impacto negativo en las propiedades del material: oxígeno, azufre, manganeso. Reducen sus cualidades magnéticas. El hierro técnico en su composición necesariamente tiene impurezas. Aquí deben tenerse en cuenta en conjunto, no de la misma manera que para el hierro puro.

Puedes mejorar las propiedades del acero eliminando las impurezas. Pero este método no siempre es beneficioso en la producción a gran escala. Pero con la ayuda del laminado en frío, la lámina de acero eléctrico forma propiedades magnéticas en su estructura. Esto le permite lograr los mejores resultados. Pero se requieren más disparos.

Laminación en frío

Se ha pensado durante mucho tiempo que el silicio aumenta la fragilidad del acero. La producción se realizaba principalmente mediante laminación en caliente. La rentabilidad del laminado en frío era baja.

Solo después de que se descubrió que el trabajo en frío a lo largo de la dirección del material aumenta las propiedades magnéticas, se ha utilizado ampliamente. Otras direcciones se mostraron solo conel peor lado. El laminado en frío tiene un efecto beneficioso sobre las propiedades mecánicas, además de mejorar la calidad de la superficie de la chapa, aumentando su ondulación y posibilitando el estampado.

Las propiedades distintivas que recibió el acero eléctrico mediante el uso del trabajo en frío pueden explicarse por la formación de una textura cristalográfica en él. Difiere en varios grados. Estos, a su vez, dependen de la temperatura a la que se produce el laminado, así como del espesor de la chapa requerida y del grado en que se reduce.

El costo de una lámina de un espesor de acero laminado en caliente es 2 veces menor que el del acero laminado en frío.

Pero esta calidad negativa se compensa completamente con bajas pérdidas de calor (hay menos de dos veces), alta calidad y la posibilidad de un buen estampado de aleación laminada en frío. La diferencia en estos aceros es el contenido de silicio. Su cuantía es del 3,3% al 4,5% respectivamente.

GOST

Los fabricantes producen solo dos tipos de acero que cumplen con GOST.

Primera vista - 802-58 "Ficha electrotécnica". El segundo es acero eléctrico GOST 9925-61 "Flecha enrollada laminada en frío de acero eléctrico".

Designación

Marcado con la letra "E", seguida de un número cuyos dígitos tienen un significado específico:

• El primer dígito en el valor de marcado significa el grado de aleación del acero con el silicio. De baja aleación a alta aleación, respectivamente, en números del 1 al 4. Dinámico: estos son aceros de los grupos E1 y E2. Transformador - E3 y E4.
• El segundo dígito de la marca tiene un rango de 1 a 8. Muestra las propiedades electromagnéticas del material cuando se usa en ciertas condiciones de operación. Mediante esta marca, puede averiguar en qué áreas se puede usar este o aquel acero.

El número cero que sigue al segundo número significa que el acero tiene textura. Si hay dos ceros, entonces no tiene suficiente textura.

Al final de la marca se encuentran las siguientes letras:

• "A" - pérdida de material específica muy baja.
• "P" es un material con alta resistencia a la rodadura y alto acabado superficial.

Área de operación

La aleación se divide en tres tipos según el campo de aplicación:

• adecuado para trabajar en campos magnéticos fuertes y medios (pureza de remagnetización 50 Hz);
• adecuado para trabajar en campos medios hasta 400Hz;
• acero que se opera en campos magnéticos medios y bajos.

Las láminas de acero eléctrico se fabrican en los siguientes tamaños: ancho de 240 a 1000 mm, largo de 720 mm a 2000 mm, espesor de 0,1 a 1 mm. Se utilizan principalmente aceros de grano orientado, ya que tienen un alto valor de propiedades electromagnéticas. Las láminas de este material se utilizan a menudo en ingeniería eléctrica.

Acero eléctrico - propiedades

Propiedades de la aleación:

• Resistividad. La calidad del material depende directamente de este indicador. El acero se utiliza donde es necesario contener la electricidad dentro del conductor y entregarla a su destino.
• Fuerza coercitiva. Responsable de la capacidad del campo magnético interno para desmagnetizarse. Para ciertos dispositivos, esta propiedad se requiere en diversos grados. Los transformadores y motores eléctricos utilizan piezas con una alta capacidad de desmagnetización. Para el acero, este indicador tiene un valor bajo. Pero en los electroimanes, por el contrario, se necesita una fuerza coercitiva alta. Para corregir las propiedades magnéticas, se agrega el porcentaje requerido de silicio a la aleación de acero.

• El ancho del bucle de histéresis. Este indicador debe ser lo más bajo posible.
• Permeabilidad magnética. Cuanto más alto sea este indicador, mejor "hace" el material con sus tareas.
• El grosor de la hoja. Para la fabricación de muchos dispositivos y piezas se utilizan materiales cuyo espesor no supera el milímetro. Sin embargo, si es necesario, este indicador se reduce a un valor de 0,1 mm.

Solicitud

Se pueden utilizar láminas de materiales de primera clase para fabricar diferentes tipos de circuitos magnéticos para relés y reguladores.

El acero eléctrico de segundo grado se puede utilizar para arrancadores de CA y CC, núcleos de rotor.

La tercera clase será adecuada para la fabricación de circuitos magnéticos paratransformadores de potencia, así como arrancadores de grandes máquinas síncronas.

Para hacer un marco para una máquina eléctrica, debe usar fundición de acero, en la que el contenido de carbono no supera el 1%. Los productos hechos de dicho material se someten a un recocido gradual. El acero al carbono se utiliza en la fabricación de piezas de máquinas que se sueldan.

Los polos principales de las máquinas de corriente continua están fabricados con este tipo de materiales.

Para aquellas partes de máquinas que soportan la carga máxima (muelles, rotores, ejes de inducido), se utilizan aleaciones con altas propiedades mecánicas. Dicho material puede contener níquel, cromo, molibdeno y tungsteno. Es posible fabricar circuitos magnéticos a partir de acero eléctrico. Se utilizan para transformadores de baja frecuencia - 50 Hz.

Circuito magnético del soporte

Los núcleos magnéticos se dividen en armadura y varilla. Cada especie tiene sus propias características.

Varilla: para tal circuito magnético, la varilla es vertical y tiene una sección escalonada inscrita en un círculo. Los devanados del circuito magnético están ubicados en ellos en una forma cilíndrica especial.

Blindado

Los productos de este diseño tienen forma rectangular y sus varillas tienen una sección transversal, están ubicadas horizontalmente. Este tipo de circuito magnético se usa solo en dispositivos y estructuras complejas. Por lo tanto, estos diseños no se usan mucho.

Entonces descubrimos qué es el aceroeléctrica y dónde se utiliza.