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第七章电工钢质量要求及冶炼技术 一、电工硅钢概述 1 电工硅钢的发展及现状 电工硅钢时一种软磁材料，在磁性材料中占有最重要的 地位，约占磁性材料总量的90~95% 。 冷轧硅钢片是三十年代发展的，是硅钢片生产领域中的 最重要的进步。冷轧硅钢片的铁损比热轧硅钢片低 30~40%，强磁场下的磁感应强度提高25~26%，用它来制 作电机或变压器，重量和体积可减少30~40% ，还可节约大 量电能。 晶粒取向电工钢其磁性显著优越于无取向硅钢片。该 硅钢片具有（110）[100]的晶体织构。取向硅钢1997年世界 年产量就已超过140万t，日本产品质量居首位。 二、电工钢的主要电磁性能 1．磁感应强度 B= Ф/S Ф——磁通量；S——铁心面积。 磁感应强度B与外磁场强度H之间的关系为： B= μH μ——磁导率，它和物质的性质有关，可以用来 表示物质的磁性大小。 国标中对磁感应强度有一定规定：如B25 ≥1.51T, B ≥1.61T. 50 在同一磁场强度下，硅钢片的B值越大，磁导率越 大，其磁性越好。 2 ．铁损 铁损指硅钢片使用时的能量损耗。包括磁滞损失 和涡流损失。 （1）磁滞损失 磁滞回线可以表示出铁磁材料的磁感应强度B与 外磁场强度H 的关系。磁滞回线所围的面积可以代表 硅钢片往复磁化一次时所消耗的能量，称为磁滞损失。 为了降低磁滞损失，要求剩磁和矫顽力小，因此 希望硅钢片晶粒度大，杂质少，有利于磁畴转向。 （2 ）涡流损失 铁芯在交流电作用下磁化时，由于磁场是交变 的，铁芯中会产生涡电流，这种电流使电能以热的形 式损失掉，由此引起的能量损失称为涡流损失。 减少涡流损失的措施： 1）增加电阻率，在钢中加入硅就是为了增大电阻 率，减少涡流损失； 2 ）减小铁芯的硅钢片厚度，并在薄硅钢片之间采 用绝缘漆涂层。 3 ．其它要求 除了上述电磁性能外，由于硅钢片在制造中 要剪切、冲压成各种形状，因此不能过脆，要 经过弯曲试验检查其脆性。 对硅钢片的表面也有严格要求，表面不能 有锈斑、麻点和夹杂物，厚度要均匀。 表面质量主要与轧制工艺有关。 三、硅钢的分类 按用途：电机硅钢和变压器硅钢 按化学成分：低硅（0.8~1.8%Si ） 中硅（1.8~2.8%Si） 高硅（2.8%Si ） 按轧制工艺：热轧硅钢和冷轧硅钢 冷轧硅钢片按晶粒取向可分为无取向和 有取向冷轧硅钢。有取向冷轧硅钢可分为单 取向和双取向冷轧硅钢。含硅量一般为 2.8~3.5% 。 四、影响硅钢片性能的物理因素 影响硅钢片物理性能的因素有晶粒取向、 晶粒大小、非金属夹杂物、应力和厚度等。 1．晶粒取向 硅钢片是由体心立方的α铁素体晶粒所组 成。晶胞在各个方向上的磁性是不同的，称作 磁各向异性。[100]方向最易磁化，[110]方向 次之，而[111]方向最难磁化。 目前生产的硅钢片主要有两种织构： （1）单取向织构冷轧硅钢片 （2 ）双取向织构冷轧硅钢片 四、影响硅钢片性能的物理因素 2 ．晶粒大小 硅钢片的晶粒大小指高温退火后的铁素体 晶粒大小。 一般说来，晶粒越大，磁滞损失越小。在 满足塑性要求的条件下，希望得到比较大而均 匀的晶粒。但晶粒过大会导致塑性降低，脆性 增大。 对0.35mm厚的冷轧取向变压器硅钢片，比 较合适的晶粒大小约为5~10mm 。 四、影响硅钢片性能的物理因素 3 ．非金属夹杂物 非金属夹杂物主要类型是氧、硫、氮、碳 化物，都是非铁磁性物质，它们的存在实际上 减少了硅钢片的体积。非金属夹杂物分布在晶 粒内，使晶格扭曲；分布在晶界上，阻碍了晶 粒的长大。 因此，非金属夹杂物的存在阻碍了磁畴随 外加磁场的排列和移动，使磁导率降低，矫顽 力和铁损增大。 四、影响硅钢片性能的物理因素 3 ．非金属夹杂物 实践证明，细小分散的夹杂物比粗大聚集 的夹杂物对磁性危害大，长