موضوع مقاله: فولاد الکتریکال | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فولاد الکتریکال | مقدمه: تاریخ چاپ: ۱۳۹۱ نویسندگان: سیامک فرشاد، حسین رحمتی‌زاده، فتح‌الله نظریان، فریدون علومی و مسلم نیک‌زاد متالورژی فولاد الکتریکی آلیاژی از آهن می‌باشد که ممکن است از صفر تا ۶٫۵ درصد سیلیکون (Si: 5Fe) داشته باشد. | ## بخش 1: فولاد الکتریکال | آلیاژهای تجاری معمولاً محتوای سیلیکون را حدود ۳٫۲٪ (ازدیاد درصد سیلیکون باعث شکنندگی ورقه‌ها می‌شود) انتخاب می‌کنند. این تغییر جریان‌های گردابی القایی را کاهش می‌دهد و حلقه پسماند مواد را باریک می‌کند، بنابراین اتلاف هسته را در مقایسه با فولاد معمولی حدود سه برابر کاهش می‌دهد.Buschowl, K.H.J. اگرچه، ساختار دانه فلز را سخت و شکننده می‌کند؛ این تغییر روی کارایی مواد به ویژه هنگام نورد کردن آن تأثیر منفی می‌گذارد. هنگام آلیاژسازی، آلودگی باید کم نگه داشته شود، زیرا کاربیدها، سولفیدها، اکسیدها و نیتریدها، حتی در ذرات کوچک به قطر یک میکرومتر، تلفات پسماند را افزایش می‌دهند و همچنین نفوذپذیری مغناطیسی را کاهش می‌دهند. کربن همچنین زمانی که به آرامی محلول جامد را ترک می‌کند و به صورت کاربید رسوب می‌کند نیز باعث پیری مغناطیسی و در نتیجه در طول زمان باعث افزایش اتلاف نیرو می‌شود. سطح کربن را می‌توان با بازپخت کردن آلیاژ در یک اتمسفر کربن زدایی مانند هیدروژن کاهش داد. این فولاد به گونه ای پردازش می‌شود که به دلیل کنترل دقیق (ارائه شده توسط نورمن پی گاس) جهت‌گیری کریستالی نسبت به ورق، خواص بهینه در جهت نورد ایجاد شود. چگالی شار مغناطیسی ۳۰٪ در جهت نورد سیم پیچ افزایش می‌یابد، اگرچه اشباع مغناطیسی آن ۵٪ کاهش می‌یابد. | ## بخش 2: فولاد الکتریکال | این رویه برای هسته ترانسفورماتورهای قدرت و توزیع استفاده می‌شود که در آن فولاد نورد سرد با دانه‌های جهت دار را اغلب به اختصار CRGO می‌شناسند. CRGO معمولاً توسط کارخانه‌های تولیدکننده به شکل سیم پیچ عرضه می‌شود و باید به صورت «لایه ای» بریده شود، که سپس برای تشکیل هسته ترانسفورماتور، که بخشی جدایی ناپذیر از هر ترانسفورماتور است، استفاده می‌شود. فولاد با دانه‌های جهت دار در ترانسفورماتورهای بزرگ قدرت و توزیع و در برخی از ترانسفورماتورهای خروجی صدا استفاده می‌شود. هنگامی که هزینه مهم‌تر از راندمان است و برای کاربردهایی که جهت شار مغناطیسی ثابت نیست مانند موتورهای الکتریکی و ژنراتورهای دارای قطعات متحرک از CRNGO استفاده می‌شود و می‌توان از آن در مواقعی استفاده کرد که فضای کافی برای جهت دهی اجزا وجود نداشته باشد تا از خواص جهتی فولاد الکتریکی با دانه‌های جهت دار استفاده شود. فولاد آمورف این ماده یک فلز شیشه ای است که از ریختن آلیاژ مذاب بر روی یک چرخ سرد شده در حال چرخش تهیه می‌شود که فلز را با سرعتی در حدود یک مگاکلوین در ثانیه خنک می‌کند، به طوری که کریستال‌ها تشکیل نمی‌شوند. خواص مکانیکی فولاد آمورف، لایه لایه شدن را برای موتورهای الکتریکی را دشوار می‌کند. از آنجایی که روبان آمورف را می‌توان به هر عرض خاص زیر تقریباً ۱۳ اینچ ریخته و می‌توان آن را با سهولت نسبی قیچی کرد، این یک ماده مناسب برای هسته‌های ترانسفورماتور الکتریکی می‌باشد. در سال ۲۰۱۹، قیمت فولاد آمورف در خارج از ایالات متحده تقریباً ۹۵/ پوند در مقایسه با فولاد دانه گرا HiB است که تقریباً ۸۶/ پوند دلار قیمت دارد. | ## بخش 3: فولاد الکتریکال | ترانسفورماتورهای دارای هسته‌های فولادی آمورف می‌توانند تلفات هسته ای به اندازه یک سوم فولادهای الکتریکی معمولی داشته باشند. پوشش‌های لایه لایه ای فولاد الکتریکی معمولاً برای افزایش مقاومت الکتریکی بین لایه‌ها، کاهش جریان‌های گردابی، ایجاد مقاومت در برابر خوردگی یا زنگ‌زدگی و برای عمل به عنوان روان‌کننده در طول برش قالب، روکش می‌شود. نوع پوشش انتخابی به عملیات حرارتی ورق‌ها، غوطه ور شدن ورق پرداخت شده در روغن و دمای کار دستگاه تمام شده بستگی دارد. طبقه‌بندی توضیحات برای روتورها/استاتورها درمان ضد چسبندگی C0 اکسید طبیعی در طی فرایند آسیاب تشکیل می‌شود خیر خیر C2 شیشه مانند فیلم خیر خیر C3 پوشش مینا یا لاک آلی خیر خیر C3A به عنوان C3 اما نازک‌تر بله خیر C4 پوشش تولید شده توسط پردازش شیمیایی و حرارتی خیر خیر C4A به عنوان C4 اما نازک‌تر و قابل جوش تر است بله خیر C4AS نوع ضد چسب C4 بله بله C5 مقاومت بالا مشابه پرکننده غیرآلی C4 پلاس بله خیر C5A به عنوان C5، اما بیشتر قابل جوش است بله خیر C5AS نوع ضد چسب C5 بله بله C6 پوشش آلی پر شده غیر آلی برای خواص عایق بله بله خواص مغناطیسی خواص مغناطیسی فولاد الکتریکی به عملیات حرارتی بستگی دارد، زیرا افزایش اندازه متوسط کریستال باعث کاهش تلفات هیسترزیس می‌شود. افت هیسترزیس توسط تستر استاندارد Epstein frame تعیین می‌شود و برای گریدهای رایج فولاد الکتریکی، ممکن است بین ۲ تا ۱۰ وات بر کیلوگرم (۱ تا ۵ وات بر پوند) در قدرت میدان مغناطیسی ۶۰ هرتز و ۱٫۵ تسلا باشد. فولاد الکتریکی را می‌توان در حالت نیمه فرآوری شده تحویل داد تا پس از پانچ کردن شکل نهایی، عملیات حرارتی نهایی برای تشکیل اندازه دانه ۱۵۰ میکرومتری که معمولاً مورد نیاز است، اعمال شود. فولاد الکتریکی کاملاً فرآوری شده معمولاً با یک پوشش عایق، عملیات حرارتی کامل و خواص مغناطیسی مشخص برای کاربردهایی که پانچ به‌طور قابل توجهی خواص فولاد الکتریکی را کاهش نمی‌دهد، ارائه می‌شود. | ## جمع‌بندی | اندازه حوزه‌های مغناطیسی در ورق فولادی الکتریکی را می‌توان با حکاکی سطح ورق با لیزر یا به صورت مکانیکی کاهش داد.