1tom122

5. MATERIAŁOZNAWSTWO ELEKTROTECHNICZNE 246

ków, a szczególnie węgla, istotnie pogarszają właściwości magnetyczne, i tak p^. zawartości C ok. 0,001% —    0,5-10⁶, a przy zawartości C ok. 00l”^:

/W* 0,02; 10*.    .    ....

W zależności od metody oczyszczania zclaza rozrozma się następujące jego odmiam żelazo przetapiane w atmosferze wodoru, żelazo przetapiane próżniowo, żelazo karbonylkowe (otrzymywane chemicznie ze związku Fe (CO)₅), żelazo oczyszczane elektrolitycznie i żelazo armco ze specjalnie prowadzonych wytopów- stali. Główne właściwości odmian żelaza czystego podano w tabl. 5.33.

Tablica 5.33. Główne właściwości czystych odmian żelaza, zaczerpnięto z [5-26; 5.42]

Właściwość	Rodzaj żelaza
	przetopione w wodorze	karbonylkowe	elektrolityczne	armco
Zawartość	0,005 C	0.005 C	0,02 C	0,025 C
domieszek	0,001 o2	0,005 O,	0.01 o.	0,035 O,
	20000	3 300	1000	250
/‘rnu<	340 000	21 500	15000	5000
HtK, A/m	2,4	6,4	23	80
B,> T	2,15	2,17	2,16	2,0
02o. tł m	0,1 -10 ^6	0,1 -10-‘	0,1 -10 ^6	0,15-10 ^6

Oznaczenia: n_rp, ^_rir.„ odpowiednio początkową i maksymalna wartość względnej przenikalności magnetycznej.

Tablica 5.34. Parametry charakterystyk magnesowania żelaza o różnym stopniu oczyszczenia, zaczerpnięto z publikacji IEC 404-8-6

Klasa materiału	Maksymalna wartość H<h, A/m	Najmniejsza wartość indukcji magnetycznej B. T dla H, A/m
		100	200	300	500	1000	4000
A—240	240			1,15	U0	—	1.60
A 120	120	—	—	1.15	1.30	1,45	1.60
A—80	80	—	1,10	1,20	130	1,45	1.60
A—60	60		1.15	1.25	135	1,45	1.60
A—20	20	1,15	1,25	1,30	1,40	1,45	1.60
A—12	12	1,15	1,25	1,30	1,40	1,45	1.60

Zgodnie z klasyfikacją publikacji 404-8-6 IEC, odmiany żelaza dzieli się na grupy wg kryterium maksymalnej wartości H_cB, (tabl. 5.34). Materiały te są wytwarzane w postaci różnego rodzaju kształtek odkmvanych na gorąco, walcowanych i ciągnionych na zimno. Najlepszym zastosowaniem tych materiałów jest praca w stałym, niezbyt silnym polu magnetycznym przy wymaganiu dużej wartości p, a więc jako obwody magnetyczne przekaźników i elektromagnesów prądu stałego, głośników, sprzęgieł i hamulców magnetycznych, nabiegunników maszyn prądu stałego oraz części obwodów magnetycznych mierników elektrycznych.

5.6.4.2. Stale magnetyczne o małej zawartości węgła

Cechą wyróżniającą tę grupę materiałów jest zawartość węgla nie przekraczająca 0,3% przy obecności niewielkich ilości takich pierwiastków' jak Mn, Mb. V i S. Dla wyrobów wykonywanych w postaci litej — w'ymaga się jedynie odpowiedniego kształtu charakterystyki magnesowania w zakresie wynikającym z zastosowania.

Wyroby walcowane na zimno w postaci blach i taśm izotropowych magnetycznie są zwane blachami magnetycznymi bezkrzemowymi nieorientowanymi. Charakteryzują, się bardzo dobrą magnesowalnością (tabl. 5.35). Stratność p₁₀ przy' 50 Hz w zależności od grubości wynosi 2,2-^4,7 W/kg. Blachy bezkrzemowe śa dostarczane bez warstw) izolacyjnej, w postaci taśm lub arkuszy utwardzonych po wałowaniu na zimno. W tym stanie nadają się najlepiej do wycinania z nich wykrojów. Nieobecność krzemu powoduje-żc blachy tc są dość miękkie, co zmniejsza zużycie narzędzi tnących. Zadziory powstałe

Tablica 5.35. Materiał}' magnetycznie miękkie. Elektrotechniczne blachy magnetyczne, zaczerpnięto z [5.26]_

—	Sposób walcowania	Grubość mm		Właściwości magnetyczne
Rodzaj blachy			Stratność, W/kg		Magnesowalność, T
			Pl.O	Pl.S	B-.s	®s,o	®10.0
'orientowane krzemowe	walcowane na zimno	028-0.35	0,38-0,56	0,90—1,22	1,89-1,9	1,92-1,96	1,95+1,99
- ‘	walcowane	0.35	0,9-1,3	2.25-.3,15	1,44	1,55	1,66
Sieorientowane	na gorąco	030	1,3-2,8	3,15 — 6,50	1,47	1,58	1,70
krzemowe	walcowane na zimno	030-0,75	1,3 -4,9	3,0-11	1,55-1,60	1,65-1,7	1,78+1,80
Nicorientowane bezkrzemowe	walcowane na zimno	0.45-0,63	T •1-	5,5 + 11,7	1,67	1,73	1,84

Uwaga. Indeksy 1.0 i 1,5 oznaczają stratność przy 1.0 i 1,5. T, indeksy zaś 2,5, 5,0,10,0 — indukcję przy 2,5, 5,0 i 10,0 kA/m.

przy prawidłowej obróbce mechanicznej są na tyle małe, że na ogół nie wymagają osuwania.

W celu uzyskania odpowiednich właściwości magnetycznych jest jednak niezbędne poddawanie wykrojów wyżarzaniu. Parametry tego procesu (temperatura, czas, atmosfera ochronna, szybkości nagrzewania i stygnięcia) dobiera się w zależności od zawartości węgla w stali. Blachy o zawartości węgla ok. 0,005% wymagają tylko wyżarzenia rekrystalizującego, blachy o zawartości węgla ok. 0,01% wymagają — oprócz rekrystalizacji — dodatkowego odwęglania w atmosferze obojętnej (wilgotnego wodoru). Temperatura wyżarzania wynosi 760-^785°C.

Blachy do maszyn małej mocy mają zazwyczaj izolację tlenkową (tlenki żelazo-wo-żelazawe) wytwarzaną w ostatniej fazie wyżarzania wykrojów (podczas studzenia) w atmosferze pary wodnej. Blachy bezkrzemowe można stosować w obwodach magnetycznych składanych z warstw' przede wszystkim w wirujących maszynach elektrycznych małej mocy. Mają one magnesow'alność do ok. 2 T; cechuje je dość duży współczynnik wypełnienia (96% bez izolacji, 94% z izolacją) oraz dobra wykraw'alność. Dzięki tym właściwościom uzyskuje się zmniejszenie wymiarów zewnętrznych maszyn i tym samym zmniejszenie zużycia materiałów.

S.6.4.3. Stale krzemowe (elektrotechniczne blachy magnetyczne)

Dodanie krzemu do stali powoduje zwiększenie jej rezystywności (przy 4,5% Si uzyskuje się ok. sześciokrotne zwiększenie rezystywności w stosunku do stali bezkrzemowej) oraz zwężenie pętli histerezy. W rezultacie następuje znaczne zmniejszenie stratności magnetycznej. Że w’zrostem zawartości krzemu nieznacznie zwiększa się przenikalność magnetyczna (początkowa i maksymalna), a także polepsza się odporność na starzenie. Z drugiej strony jednak maleje indukcja nasycenia i zwiększa się twardość, powodując większe zużycie narzędzi tnących przy mechanicznej obróbce.

Wyroby lite wykonuje się w postaci kształtek w-alcowanych na gorąco lub ciągnionych na zimno oraz odkuwek. Wymagaja one obróbki cieplnej po nadaniu im ostatecznego kształtu.

Najważniejszym definiowanym parametrem (oprócz B_s, B_r, H_cB) jest wartość rezystywności o wyrażana w pO • m. W zależności od zawartości procentowej krzemu zawiera się ona — wg Publikacji 404-1 IEC 1979 — w granicach:

poniżej 1% Si    0,13—0,25    pfi-m

1 - 2.5 %    Si    0.25 h- 0.40    pD • m

2,5-5%    0,40-0,65    pD-m

Znacznie ważniejszą grupę ze względu na powszechne zastosowanie stanowią wyroby w postaci blach.