Электротехническая сталь

Электротехническая сталь – это тонколистовая магнитомягкая сталь, представляющая собой сплав железа с кремнием, иногда легированный алюминием. Электротехническая сталь имеет несколько названий – ЭТС, динамная, трансформаторная, магнитная кремнистая.

Электротехнические стали используют для изготовления различных деталей электрического оборудования. Особенность такой стали в ее ферромагнитных свойствах, которые позволяют снизить потери при передаче электромагнитных импульсов.

Содержание кремния в составе электротехнических сталей нефиксированное (от 0 до 4,5%) и изменяется в зависимости от предъявляемых требований к магнитным свойствам стали.

По способу изготовления электротехническая сталь бывает:

• холоднокатаная с содержанием кремния до 3,5 % (подразделяется на изотропную и анизотропную);
• горячекатаная с содержанием кремния до 4,5 % (изотропная).

В зависимости от содержания кремния электротехническая сталь в свою очередь делится на:

• трансформаторную (анизотропная) с содержанием кремния от 3,0% до 4,5% (используется для производства трансформаторов);
• динамную (изотропная) со степенью легирования кремнием от 0,8% до 2,5% (используется для изготовления слаботочной продукции, к которой относятся не дорогостоящие электротехнические изделия и для всех видов промышленного оборудования и бытовых электроприборов);
• релейную (изотропная, нелегированная).

По сортаменту и видам продукции электротехнические стали подразделяются следующим образом:

• для электромашин промышленной частоты тока (трансформаторы, генераторы, электродвигатели) выпускаются в виде рулонов, листов и резаных лент;
• для аппаратов, работающих при повышенных частотах тока, выпускаются в виде лент;
• для магнитопроводов машин и приборов, работающих в режиме включение – отключение (реле, пускатели, электромагниты) выпускаются в виде листов, рулонов, лент и профилей из релейных сталей.

Обозначение марки стали состоит из четырех - пяти цифр с возможным добавлением одной - двух букв.

Первая цифра означает класс по структурному состоянию и виду проката: 1 – горячекатаная изотропная; 2 – холоднокатаная изотропная; 3 – холоднокатаная анизотропная.

Вторая цифра – группа стали по содержанию кремния.

Третья цифра – вид стали по основным нормируемым характеристикам магнитных свойств.

Четвертая цифра (кроме релейных сталей) обозначает количественное значение основных нормируемых характеристик: 1 – нормальный; 2 – повышенный; 3 – высокий; 4 и более – высшие уровни.

Пятая цифра (только для релейных сталей) обозначает величину коэрцитивной силы в А/м.

Кроме того, электротехнические стали могут иметь дополнительные символы: Т – сталь термостойкая; Ш – улучшенная штампуемость; Н – сталь с нетермостойким покрытием; У – подвергается контролю на внутренние дефекты.

Основные отличительные свойства электротехнической стали:

• повышенное удельное сопротивление (чем выше этот показатель, тем более качественным считается материал);
• коэрцитивная сила (этот параметр отвечает за способность внутреннего магнитного поля к размагничиванию). Электротехническая сталь для трансформаторов и электродвигателей должна хорошо размагничиваться, то есть обладать низкой коэрцитивной силой. Электромагниты, наоборот, производятся из стали, обладающей высокой коэрцитивной силой. Такой металл получил название анизотропной электротехнической стали. До нужного уровня магнитные свойства доводят при помощи введения в сплав дополнительного количества кремния. Этот элемент добавляется в виде силицида железа. Кремнистая электротехническая сталь содержит до 4% кремния, который образует крупные кристаллы в структурной решетке металла.
• ширина петли гистерезиса (этот показатель влияет на способность всех составляющих элементов электрической цепи возвращаться к своим изначальным состояниям после выключения прибора). После прекращения подачи электричества в цепь, ее составные части все еще сохраняют механическое напряжение. Чем уже петля гистерезиса, тем быстрее восстановится нормальное состояние всех деталей в приборе;
• магнитная проницаемость. Чем выше этот показатель, тем лучше материал выполняет свои функции;

Ключевые технические характеристики данного типа металлопродукции: высокая магнитная индукция; хорошая гибкость; длительный эксплуатационный период; превосходная износоустойчивость; высокая коррозийная стойкость; необходимая анизотропная структура; незначительные потери при циклическом перемагничивании.

Электротехническая сталь широко применяется в электротехнической отрасли и энергетике для изготовления магнитно-активных частей электромашин и приборов, вырабатывающих и преобразующих электрическую энергию: генераторов, трансформаторов, электродвигателей, дросселей, реле, роторов, феррорезонансных стабилизаторов напряжения, электромагнитов и др.

Благодаря повышенной электрической прочности и дугостойкости этот материал используется для изготовления электрических щитов, оснований электрических машин и их деталей, корпусов дугогасительных камер, генераторов, прокладок индукционных печей.

Электротехническая сталь широко применяется в сильноточном и слаботочном производстве электрооборудования и электротоваров общего потребления. Из нее изготавливают магнитопроводы, рассчитанные для работы в магнитных полях частотой до 400 Гц.