Elektrisko tēraudu vēsture: no silīcija tērauda līdz graudu{0}}tēraudam

Silīcija tērauda pirmie gadi

Elektrisko tēraudu pētījumi sākās ap 1900. gadu, kad tika konstatēts, ka silīcija pievienošana dzelzs palielina elektrisko pretestību un samazina magnētiskos zudumus. 1900. gadā britu metalurgs Roberts Hedfīlds publicēja sistemātiskus pētījumus par dzelzs-silīcija sakausējumiem, parādot, ka silīcijs uzlabo dzelzs magnētisko izturēšanos elektriskos lietojumos. Šie agrīnie sakausējumi bija mūsdienu elektrisko tēraudu priekšteči, lai gan to graudu struktūra vēl netika kontrolēta.

Graudu{0}}orientēta tērauda izgudrojums

Izšķirošais solis notika 1933. gadā, kad amerikāņu metalurgs Normans Goss patentēja tērauda ražošanas procesu ar spēcīgu vēlamo graudu orientāciju. Procesā tika izmantoti divi aukstās velmēšanas posmi ar starpposma atkvēlināšanu, kam sekoja gala atkausēšana augstā-temperatūrā kontrolētā atmosfērā. Iegūtajā materiālā, ko vēlāk sauca par elektrisko-orientēto tēraudu, velmēšanas virzienā bija izlīdzināti graudi, kas ievērojami samazināja serdes zudumus un palielināja darba plūsmas blīvumu. Šis atklājums padarīja iespējamus modernus augstas efektivitātes{6}}transformatorus.

Augstas{0}}caurlaidības pakāpes

20. gadsimta 60. gados darbs pie Goss tekstūras asuma uzlabošanas noveda pie augstas -caurlaidības pakāpes. Šīs pakāpes panāca perfektāku (110)[001] orientācijas izlīdzināšanu un labāku magnētisko indukciju, kas ļāva transformatoru projektētājiem samazināt gan serdeņa izmēru, gan bez-slodzes zudumu. Augstas-caurlaidības materiāls ātri kļuva par lielu jaudas transformatoru standartu.

Domēna pilnveidošana un modernas pakāpes

Kopš 1979. gada ir ieviestas secīgi uzlabotas kategorijas ar rafinētiem magnētiskajiem domēniem. Lāzerrakstīšana un citi domēna-precizēšanas paņēmieni sadala magnētiskos domēnus uz sloksnes virsmas, samazinot anomālos virpuļstrāvas zudumus. Šīs domēna -rafinētās kategorijas ir viszemākie-materiāli, kas pieejami lielapjoma ražošanā, un tiek izmantoti lielākajos un efektīvākajos jaudas transformatoros.

Paralēli ne-orientēts elektriskais tērauds

Paralēli tam, ne-orientēts elektrotērauds, kas izstrādāts rotējošām mašīnām, kur plūsma nepārtraukti maina virzienu. Tā nejauša graudu struktūra nodrošina izotropiskas īpašības, un modernās ne-orientētās kategorijas apvieno zemus zudumus ar labām mehāniskajām īpašībām motoru un ģeneratoru laminēšanai.

Elektriskais tērauds šodien

Mūsdienu elektrotērauda ražošanu regulē starptautisku standartu sistēma: IEC 60404 nosaka magnētiskās mērīšanas metodes, ASTM A876/A876M attiecas uz graudiem -orientētiem materiāliem Ziemeļamerikas projektiem, un GB/T 2521 attiecas uz šķirnēm, ko izmanto Ķīnas un daudzos Āzijas tirgos. Pakāpju diapazons ir no parastajiem 0,30-0,35 mm materiāla sadales transformatoriem līdz 0,23 mm domēna{10}}izsmalcinātām kategorijām visprasīgākajiem lietojumiem. Energoefektivitātes{11}}noteikumi visā pasaulē turpina samazināt transformatora zudumu ierobežojumus, kā rezultātā tiek turpināta labāku graudu šķirņu izstrāde.

Bieži uzdotie jautājumi

Kurš atklāja silīcija tēraudu?

Dzelzs{0}}silīcija sakausējumu sistemātiskā izpēte ir uzticēta Robertam Hedfīldam, kura publikācijas ap 1900. gadu parādīja silīcija dzelzs magnētiskās priekšrocības.

Kad tika izgudrots uz graudu{0}}orientēts tērauds?

Pamatprocesu 1933. gadā patentēja Normans Goss, un neilgi pēc tam parādījās komerciālais graudu{1}}tērauds.

Ar ko graudains{0}}tērauds atšķiras no parastā tērauda?

Tās graudi ir izlīdzināti rites virzienā, tāpēc magnētiskā plūsma pārvietojas ar nelielu zudumu šajā virzienā; parastajam tēraudam šāda izlīdzinājuma nav.

Kāpēc serdeņa zudumi ir svarīgi transformatoros?

Serdes zudumi rodas ikreiz, kad transformatoram tiek pieslēgta strāva, un par to tiek maksāts visā kalpošanas laikā, tāpēc zemākas{0}}zaudējumu pakāpes samazina ekspluatācijas izmaksas.

Kas ir domēna precizēšana?

Tā ir virsmas apstrāde, piemēram, lāzera skrīnings, kas sadala magnētiskos domēnus un samazina anomālos virpuļstrāvas zudumus graudu-orientētā joslā.

Kādi standarti mūsdienās reglamentē elektrisko tēraudu?

IEC 60404 mērījumiem, ASTM A876/A876M un GB/T 2521 klasifikācijai atkarībā no mērķa tirgus.