Сталь электротехническая трансформаторная 3413 0,5мм, 0,35мм

Электротехни́ческая сталь, также имеет названия динамная сталь, трансформаторная сталь, кремнистая электротехническая сталь — сплав железа обычно с кремнием, иногда легированный алюминием, готовый продукт выпускается в виде тонких листов толщиной от 0,05 до 2 мм.
Магнитомягкий ферромагнитный материал. Имеет улучшенные ферромагнитные свойства для применения в знакопеременных магнитных полях.
Используется при изготовлении магнитопроводов различного электротехнического оборудования — электромагнитов, трансформаторов, генераторов, электродвигателей, дросселей, магнитопроводов реле, феррорезонансных стабилизаторов напряжения и др.
Свойства
В зависимости от требуемых свойств, электротехническая сталь содержит различное количество кремния. В зависимости от технологии производства электротехнические стали разделяют на холоднокатаные (изотропные или анизотропные; количество кремния до 3,3 %) и горячекатаные (изотропные; количество кремния до 4,5 %). Нередко в качестве легирующей добавки в электротехнической стали может содержаться алюминий (до 0,5 %). Иногда электротехнические стали условно разделяют на динамную (изотропную), трансформаторную (анизотропную), релейную (изотропную, нелегированную).
Электромагнитные свойства
Как правило, электротехнические стали стараются выполнить:

    с возможно более высокой магнитной проницаемостью;
    с возможно более низкой коэрцитивной силой и с узкой петлёй гистерезиса.
    с возможно более высоким удельным электрическим сопротивлением для снижения потерь на нагрев сердечника вследствие эффекта вихревых токов[1][неавторитетный источник].

Относительная магнитная проницаемость μ/μ0 электротехнической стали сильно зависит от величины приложенного поля. К примеру, сталь электротехническая сернистая Э43 в слабых полях имеет μ/μ0 = 600—1000, в средних полях — до 11000.[2]
Производство
Электротехническая сталь выпускается в виде листов (часто в рулонах) и узкой ленты толщиной 0,05—1 мм. Качество электротехнической стали характеризуется электромагнитными свойствами (удельными потерями, коэрцитивной силой и индукцией), изотропностью свойств (разницей в значениях свойств металла вдоль и поперёк направления прокатки), геометрическими размерами и качеством листов и полос, механическими свойствами, а также параметрами покрытия. Снижение удельных потерь в стали обеспечивает уменьшение потерь энергии, а повышение максимальной индукции стали позволяет уменьшить габариты, снижение анизотропии свойств улучшает характеристики устройств с вращающимися магнитопроводом. Электротехническая сталь обычно поставляется в отожжённом состоянии. Для снятия механических напряжений, возникающих при изготовлении деталей, проводят дополнительный кратковременный отжиг при 800—850°С. Некоторые электротехнические стали поставляются в неотожжённом виде; в этом случае для обеспечения заданного уровня свойств после механической обработки необходимо проводить термическую обработку деталей.
Коэрцитивная сила Характеристика возможности силового поля, создаваемого электрическим током, к размагничиванию. Это напряженность магнитного поля на статической предельной петле гистерезиса, при которой индукция в металле отсутствует. Измеряется в амперах на метр. У ЭТС коэрцитивная сила, как и потери на гистерезис, небольшие. Интенсивность размагничивания варьируется в зависимости от вида устройств. Кремний в качестве добавки увеличивает удельное сопротивление ЭТС, снижает потери на гистерезис, что приводит к уменьшению коэрцитивной силы. При соотношении Si ≥5% происходит резкое повышение твердости и хрупкости, что делает трансформаторное железо непригодным для штамповки. Удельное электрическое сопротивление Параметр характеризует способность металла сопротивляться прохождению электрического тока. Зависит напрямую от процентного содержания кремния – элемент ослабляет старение стали. Сопротивление увеличивается с ростом температуры. Чем больше доля Si, тем выше средний показатель R, меньше потери на вихревые токи. Использование ЭТС позволяет электрической напряженности сконцентрироваться внутри проводника и обеспечить целенаправленную доставку электрических зарядов в конечную точку распределения. Поэтому электротехническая сталь для электродвигателей используется при изготовлении их основных частей в ЭМП частотой до 20 000 Hz. Виды электротехнической стали ЭТС поставляется как с незащищенным верхним слоем, так и с изоляционным покрытием. Хотя четкой «рецептуры» по химическому составу сталь электротехническая не имеет, массовая доля основополагающего элемента – Si или соединения Si+Al (на уровне 0,5%) – делит ее на категории: трансформаторная – степень легирования 3,0-4,5%; динамная – 0,8-2,5%. Еще один фактор, определяющий свойства материалов – внутреннее строение, размер ячеек. Здесь кроется коренное различие между холодно- и горячекатаными сплавами. Термообработка и механические воздействия помогают добиться нужного размера зерна. В зависимости от типа производства и уровня магнитных свойств бывает: высокопроницаемая трансформаторная сталь – при B800 (выпрямляющем отжиге) ≥ 1,90 (Тл); повышенной проницаемости – 1,85 Тл ≤ B800 ≤ 1,89 (Тл); ограниченной проницаемости – B800 ≤ 1,85 (Тл).
 Какими показателями качества характеризуются электротехнические стали и сплавы? На свойства металла влияют факторы: геометрические параметры; удельные потери; индукция; коэрцитивная сила; изотропность; характеристики покрытия. Электротехнические стали и сплавы обладают характерной особенностью: делают возможным уменьшить сопротивление и, как следствие, снизить энергозатраты на посыл электрических сигналов. Геометрические габариты На свойства металла кроме химического состава влияет физико-кристаллографические параметры листа. Они формируются в процессе многоступенчатой механической и термообработки при переделе заготовки в пластины. Прокат из ЭТС нормируется по таким параметрам: поперечная и продольная разнотолщинность; предельные отклонения по толщине и ширине; максимальная высота заусенца; плоскостность. Геометрия поперечного профиля полос после горячей прокатки влияет на показатели растягивающих напряжений в листе и вероятность их обрыва. Признаки электроизоляционного покрытия Электроизоляционное покрытие (ЭИП) на стальной полосе – одно из главных требований потребителей. Состав ЭИП способствует формированию растягивающих усилий между металлом и самой изоляцией, что снижает удельные потери на 1,5-2 Вт/кг. Холоднокатаная анизотропная сталь бывает без электроизоляционного покрытия или с покрытием термостойким, не усложняющим штамповку, и с мягким.
Изотропная и анизотропная сталь – отличия производства
Как можно понять из вышесказанного, характеристики легированного соединения сильно зависят от содержания кремния. Вторым фактором, определяющим свойства металла, выступает его внутренняя структура, которая формируется в процессе производства. В частности горячекатаная и холоднокатаная стали обладают различными по размеру ячейками. Для крупнокристаллических материалов характерны большие величины магнитной проницаемостью, но коэрцитивная сила существенно ниже, чем у металлов с мелкокристаллической структурой. Варьировать размер зерна позволяют два вида обработки: механическая и термическая.
Так отжиг стали способствует понижению внутренних напряжений в металле, одновременно приводя к увеличению кристаллов, образующих его структуру. Горячая прокатка электротехнической стали не способна создать устойчивую ориентацию зерен внутри металла, оставляя ее хаотичной. Подобная изотропная сталь, как результат, характеризуется независимостью магнитных свойств от направления.
Добиться текстурованной структуры с определенной пространственной ориентацией кристаллов в металле позволяет повторной холодной прокатки стали, сопровождающаяся отжигом при особых условиях. Как результат получается анизотропная сталь, где ребра кубической решетки кристаллов установлены в направлении прокатки. Расположив анизотропную сталь в правильном направлении, можно добиться повышения магнитной проницаемости, одновременно понизив коэрцитивную силу.
Производство электротехнической стали налажено в виде листового проката с шириной полосы 240 – 1000 мм. Металл выпускается рулонами или отдельными листами, длина которых варьируется от 720 до 2000 мм. Толщина электротехнического стального профиля начинается с 0.05 мм и может иметь следующие показатели: 0.1, 0.2, 0.35, 0.5 и 1,0 мм. Кроме того, классификация электротехнических сталей по разновидности продукции допускает следующие виды проката: сортовой и лента резанная.
Свойства электротехнической стали
Ценность легированного кремнием железа обусловлена его улучшенными электромагнитными характеристиками: высокий уровень индукции насыщения, минимизация потерь на гистерезис, а также пониженная коэрцитивной сила. Поскольку анизотропная структура позволяет еще больше улучшить эти свойства, то спрос не текстурованные стали изначально выше.
Вопрос, для каких целей применяют электротехнические стали, находит ответ в наименовании металла. Одно из предназначений сплава —  это сердечники в таких устройствах:

    трансформаторов тока;
    статоры и роторы электрооборудования;
    силовых трансформаторов.

Кроме того, электротехническая сталь – отличный материал для магнитопроводов в составе электрических аппаратов. Понять, почему сердечник трансформатора выполняют из электротехнической стали несложно. Это следует из свойств металла, в частности повышению удельного электрического сопротивления. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению потерь мощности от вихревых токов, характерных для сердечника трансформатора. Как результат, повышается общая эффективность устройства, а сам сердечник меньше нагревается.
Еще больше нивелировать потери от вихревых токов, можно уменьшив толщину пластин. Поэтому электротехническая сталь для электродвигателей, в частности сердечников трансформаторов, должна иметь толщину 0.5 мм при частоте 50 Гц. Если источник тока работает на больших частотах, под сердечник используют более толстые листы электротехнической стали: 0.1 или 0.2 мм.
Дополнительные потери энергии в сердечнике трансформатора происходят вследствие гистерезиса – процесса циклического перемагничивания. Сузить петлю гистерезиса, соответственно уменьшить ее площадь приведут к понижению потерь на перемагничивание. Это вторая причина использования электротехнической стали в сердечнике трансформатора.
Поскольку снижение потерь на вихревые токи и гистерезис достигается повышением содержания кремния в металле, сплав с высокой концентрацией Si получил название трансформаторная сталь, характеристики которой лучше подстроены именно под трансформаторы. Выражаясь языком цифр, в производстве мощных трансформаторов использование текстурованной стали позволяет уменьшить уровень потерь на треть. Кроме того, это способствует снижению массы трансформатора на 10% и расхода самого металла на 20%.
Кроме трансформаторов, электротехническая сталь, в зависимости от марки применяется для:

    магнитных цепей при изготовлении электрического оборудования – марки 2212, сернистая изотропная, 20895/20880 АРМКО;
    электродвигателей и подобных изделий – марка 10895/Э12/АРМКО;
    прочая электротехническая продукция — марка10880/Э10/АРМКО.