Acier électrique : production et application

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

La production de ce type d'acier occupe une position de leader parmi les autres matériaux magnétiques. L'acier électrique est un alliage de fer avec du silicium dont la proportion est de 0,5% à 5%. La grande popularité des produits de ce type peut s'expliquer par des propriétés électromagnétiques et mécaniques élevées. Cet acier est fabriqué à partir de composants largement utilisés, dans lesquels il n'y a pas de pénurie. Cela explique son faible coût.

Influence du silicium

Ce composant, en interaction avec le fer, forme une solution dense à haute résistivité dont la valeur dépend du pourcentage de silicium dans l'alliage. Lorsqu'il est exposé au fer pur, il perd ses propriétés magnétiques.

Mais quand ça touche à la technique, au contraire, ça a un effet positif. La perméabilité du fer augmente et il y a une amélioration de la stabilité du métal. L'effet favorable du silicium (Si) peut s'expliquer comme suit. Sous l'influence de cet élément, le carbone est transféré au graphite à partir de l'état de cémentite, qui a moins de propriétés magnétiques. L'élément Si a un effet indésirable surdiminution de l'induction. Son influence s'étend à la conductivité thermique et à la densité du fer.

Impuretés dans la composition

Dans sa composition, l'acier électrique peut contenir d'autres composants: soufre, carbone, manganèse, phosphore et autres. Le plus nocif d'entre eux est le carbone (C). Il peut être sous forme de cémentite et de graphite. Cela affecte différemment l'alliage, tout comme le pourcentage de carbone. Pour éviter les inclusions indésirables d'élément C, l'acier ne doit pas être refroidi rapidement pour le prochain vieillissement et stabilisation.

Les composants suivants ont un impact négatif sur les propriétés du matériau: oxygène, soufre, manganèse. Ils réduisent ses qualités magnétiques. Le fer technique dans sa composition contient nécessairement des impuretés. Ici, ils doivent être pris en compte dans leur ensemble, pas de la même manière que pour le fer pur.

Vous pouvez améliorer les propriétés de l'acier en éliminant les impuretés. Mais cette méthode n'est pas toujours bénéfique dans la production à grande échelle. Mais avec l'aide du laminage à froid, la tôle d'acier électrique forme des propriétés magnétiques dans sa structure. Cela vous permet d'obtenir les meilleurs résultats. Mais d'autres tirs sont nécessaires.

Laminage à froid

Le silicium a longtemps été considéré comme augmentant la fragilité de l'acier. La production a eu lieu principalement au moyen de laminage à chaud. La rentabilité du laminage à froid était faible.

Ce n'est qu'après avoir découvert que le travail à froid dans la direction du matériau augmente les propriétés magnétiques qu'il a été largement utilisé. D'autres directions ne se montrèrent qu'avecle pire côté. Le laminage à froid a un effet bénéfique sur les propriétés mécaniques, en plus d'améliorer la qualité de surface de la tôle, d'augmenter son ondulation et de permettre l'emboutissage.

Les propriétés distinctives que l'acier électrique a reçues grâce à l'utilisation du travail à froid peuvent s'expliquer par la formation d'une texture cristallographique en son sein. Il diffère à plusieurs degrés. Ils dépendent à leur tour de la température à laquelle le laminage a lieu, ainsi que de l'épaisseur de la tôle requise et de son degré de réduction.

Le coût d'une tôle d'une épaisseur d'acier laminé à chaud est 2 fois inférieur à celui d'un acier laminé à froid.

Mais cette qualité négative est entièrement compensée par de faibles pertes de chaleur (il y en a moins d'environ deux fois), une haute qualité et la possibilité d'un bon emboutissage de l'alliage laminé à froid. La différence entre ces aciers est la teneur en silicium. Son montant est de 3,3 % à 4,5 % respectivement.

GOST

Les fabricants ne produisent que deux types d'acier conformes à GOST.

Première vue - 802-58 "Fiche électrotechnique". Le second est l'acier électrique GOST 9925-61 "Bande enroulée à froid en acier électrique".

Désignation

Marqué de la lettre "E", suivie d'un nombre dont les chiffres ont une signification particulière:

• Le premier chiffre de la valeur de marquage signifie le degré d'alliage de l'acier avec le silicium. De faiblement allié à fortement allié, respectivement, en nombre de 1 à 4. Dynamique - ce sont des aciers des groupes E1 et E2. Transformateur - E3 et E4.
• Le deuxième chiffre du marquage est compris entre 1 et 8. Il indique les propriétés électromagnétiques du matériau lorsqu'il est utilisé dans certaines conditions de fonctionnement. Grâce à ce marquage, vous pouvez savoir dans quels domaines tel ou tel acier peut être utilisé.

Le chiffre zéro suivant le deuxième chiffre signifie que l'acier est texturé. S'il y a deux zéros, c'est qu'il n'est pas assez texturé.

À la fin du marquage, vous trouverez les lettres suivantes:

• "A" - très faible perte de matière spécifique.
• "P" est un matériau à haute résistance au roulement et à haute finition de surface.

Zone d'exploitation

L'alliage est divisé en trois types selon le domaine d'application:

• convient aux travaux dans des champs magnétiques forts et moyens (pureté de réaimantation 50 Hz);
• adapté pour travailler dans des champs moyens jusqu'à 400Hz;
• acier qui fonctionne dans des champs magnétiques moyens et faibles.

Les tôles d'acier électrique sont produites dans les dimensions suivantes: largeur de 240 à 1000 mm, longueur pouvant aller de 720 mm à 2000 mm, épaisseur - dans la plage de 0,1 à 1 mm. On utilise surtout des aciers à grains orientés, car ils ont une valeur élevée de propriétés électromagnétiques. Les feuilles de ce matériau sont souvent utilisées en génie électrique.

Acier électrique - propriétés

Propriétés de l'alliage:

• Résistivité. La qualité du matériau dépend directement de cet indicateur. L'acier est utilisé lorsqu'il est nécessaire de contenir l'électricité à l'intérieur du conducteur et de l'acheminer vers sa destination.
• Force coercitive. Responsable de la capacité du champ magnétique interne à se démagnétiser. Pour certains appareils, cette propriété est requise à des degrés divers. Les transformateurs et les moteurs électriques utilisent des pièces à forte capacité de démagnétisation. Pour l'acier, cet indicateur a une valeur faible. Mais dans les électroaimants, au contraire, une force coercitive élevée est nécessaire. Pour corriger les propriétés magnétiques, le pourcentage requis de silicium est ajouté à l'alliage d'acier.

• La largeur de la boucle d'hystérésis. Cet indicateur doit être aussi bas que possible.
• Perméabilité magnétique. Plus cet indicateur est élevé, mieux le matériel « accomplit » ses tâches.
• L'épaisseur de la feuille. Pour la fabrication de nombreux appareils et pièces, on utilise des matériaux dont l'épaisseur ne dépasse pas un millimètre. Cependant, si nécessaire, cet indicateur est ramené à une valeur de 0,1 mm.

Demande

Les matériaux en feuilles de première classe peuvent être utilisés pour fabriquer différents types de circuits magnétiques pour les relais et les régulateurs.

L'acier électrique de deuxième qualité peut être utilisé pour les démarreurs AC et DC, les noyaux de rotor.

La troisième classe conviendra à la fabrication de circuits magnétiques pourtransformateurs de puissance, ainsi que des démarreurs de grosses machines synchrones.

Pour fabriquer un châssis pour une machine électrique, vous devez utiliser de l'acier coulé, dans lequel la teneur en carbone ne dépasse pas 1%. Les produits fabriqués à partir de ce matériau sont soumis à un recuit progressif. L'acier au carbone est utilisé dans la fabrication de pièces de machines soudées.

Les pôles principaux des machines à courant continu sont fabriqués à partir de ces types de matériaux.

Pour les pièces de machine qui supportent la charge maximale (ressorts, rotors, arbres d'induit), des alliages à hautes propriétés mécaniques sont utilisés. Un tel matériau peut contenir du nickel, du chrome, du molybdène et du tungstène. Il est possible de fabriquer des circuits magnétiques à partir d'acier électrique. Ils sont utilisés pour les transformateurs basse fréquence - 50Hz.

Support circuit magnétique

Les noyaux magnétiques sont divisés en armure et tige. Chaque espèce a ses propres caractéristiques.

Rod: pour un tel circuit magnétique, la tige est verticale et a une section étagée inscrite dans un cercle. Les enroulements du circuit magnétique y sont situés dans une forme cylindrique spéciale.

Armored

Les produits de cette conception sont de forme rectangulaire et leurs tiges ont une section transversale, elles sont situées horizontalement. Ce type de circuit magnétique n'est utilisé que dans des dispositifs et des structures complexes. Par conséquent, ces conceptions ne sont pas largement utilisées.

Nous avons donc compris ce qu'est l'acierélectrique et où il est utilisé.