Silicijumski čelik, poznat i kao električni čelik, ključni je materijal u električnoj industriji zbog niskog jezgrenog gubitka i visoke magnetske propusnosti. Mikrostruktura silikonskog čelika značajno utječe na njena magnetna svojstva koja zauzvrat određuju njegove performanse u transformatorima, motorima i drugim električnim uređajima. Različiti proizvodni procesi mogu dovesti do različitih mikrostrukture u silicijskom čeliku, na taj način utječu na njezinu cjelokupnu kvalitetu i primjenu. Kao silikonski čelik dobavljač, razumijevanje ovih efekata ključno je za pružanje visokog kvaliteta proizvoda našim kupcima.
Proces livenja
Početni korak u proizvodnji silikonskih čelika je proces livenja. Tijekom kastinga, rastopljeni silicijum se izliva u kalupe da formiraju ingote ili stalne kancelare za lijevanje. Stopa hlađenja tokom livenja ima dubok utjecaj na mikrostrukturu. Brza brzina hlađenja može rezultirati finijom veličinom zrna. Fini - zrnati silicijum čelik ima nekoliko prednosti. Općenito pokazuje niži gubitak od jezgre jer manja granica žita smetaju kretanje magnetskih domena manje, smanjujući energiju koja se rasipaju tijekom ciklusa magnetizacije i demagnetizacije.
Međutim, izuzetno brzo hlađenje može dovesti i do formiranja unutarnjih napona unutar čelika. Ti naponi mogu prouzrokovati izbijanje ili pucanje tokom narednih koraka obrade. S druge strane, stopa rashladne hlađenje promovira rast većih žitarica. Grubi - zrnati silikonski čelik može imati veću magnetnu propusnost u nekim slučajevima, ali obično pati od većih jezgrenih gubitaka. Stoga je optimizacija stope hlađenja tijekom lijevanja osjetljiva ravnoteža za postizanje željene kombinacije veličine zrna i magnetnih svojstava.
Proces vrućeg kotrljanja
Nakon livenja, silicijum čelik je vruć - valjan. Vruće valjanje uključuje prolazak čelika kroz niz valjka na visokim temperaturama (obično iznad temperature rekristalizacije). Ovaj proces smanjuje debljinu čelika i prerađuje svoju mikrostrukturu. Tokom vrućeg kotrljanja, deformirana zrna rekristallizira, a formiraju se nova zrna.
Omjer valjanog smanjenja, koji je omjer početne debljine do krajnje debljine čelika, reprodukuje vitalnu ulogu. Visoki omjer valjanog smanjenja može dovesti do uniformi i sitnije - zrnate mikrostrukture. To je zato što se uvodi veća količina deformacijske energije koja pruža više nukleaktivnih mjesta za nove zrna za vrijeme rekristalizacije. Uz to, vruće valjanje također može poravnati žitarice u određenom smjeru, što rezultira anizotropnim magnetskim svojstvima. U električnim aplikacijama, ova anisotropija može biti ili prednosti ili nedostatak, ovisno o specifičnim zahtjevima. Na primjer, u nekim transformatorskim jezgrama, anisotropni silicijum može se koristiti za iskorištavanje veće magnetske propustljivosti u smjeru kotrljanja.
Proces hladnog kotrljanja
Hladno valjanje je još jedan važan korak u proizvodnji silikonskog čelika. Obično se vrši na sobnoj temperaturi ili blago povišene temperature. Hladno valjanje dalje smanjuje debljinu čelika i daje visok stupanj deformacije u mikrostrukturu. Hladni - valjani silicijumski čelik ima izduženiju i spljoštenu konstrukciju zrna u odnosu na vrući - valjani čelik.
Jedna od ključnih karakteristika hladnog - valjanog silikonskog čelika je razvoj teksture. Tekstura se odnosi na preferirana orijentacija žitarica u čeliku. Različite tehnike valjavanja i uvjeti mogu proizvesti različite teksture, poput kube teksture ili gausske teksture. Kocke - Teksturirani silicijumski čelik ima odlična magnetna svojstva u smjeru kotrljanja, s vrlo niskim jezgrenim gubitkom i visokom magnetskom propustljivošću. To ga čini vrlo pogodnim za upotrebu u visokim transformatorima.
Broj hladnih prolaza i smanjenje po prolazu također utječe na mikrostrukturu. Višestruko hladno - kotrljanje prolazi sa srednjim koracima za žarstva mogu se preciznije kontrolirati veličina zrna i razvoja teksture. Žurenje između hladnih prolaza omogućava čeliku da se oporavi i rekristallizira, smanjujući unutrašnji napreza uvedene hladnim kotrljanjem i promoviranje rasta željene teksture.
Proces žarenja
Žarica je proces za liječenje toplinom - koji se koristi za ublažavanje unutarnjih napona, rekristallizirati deformirane žitarice i poboljšati magnetna svojstva silikonskog čelika. Postoje različite vrste procesa za žarenje, uključujući punu žarulju, djelomičnu žarulju i konačnu žarulju.
Potpuno žarenje uključuje zagrijavanje čelika na visoku temperaturu iznad kritičnog temperaturnog raspona, a zatim ga polako hladi. Ovaj proces rezultira u potpunosti rekristaliziran i stres - besplatni mikrostruktura s relativno velikim žitaricama. Djelomična žarenje, s druge strane, provodi se na nižoj temperaturi i za kraće vrijeme, koje samo djelomično ublažava unutrašnje naprezanje i promovira ograničenu rekristalizaciju.
Završna žarulja je ključni korak u proizvodnji visokog kvaliteta silikonskog čelika. Obično se izvodi u kontroliranoj atmosferi radi sprečavanja oksidacije i promocije razvoja željene teksture. Na primjer, u proizvodnji silikonskog čelika za zrno - orijentiran silicijum, zapremljeno - temperatura - temperatura - atmofon - atmofera dušika koristi se za poboljšanje teksture kocke, što značajno poboljšava magnetna svojstva u smjeru kotrljanja.
Uticaj na magnetna svojstva
Mikrostruktura silikonskog čelika direktno utječe na njena magnetska svojstva. Kao što je spomenuto ranije, fino - zrno i dobro - teksturirani silicijum čelik uglavnom ima niži gubitak jezgre i veću magnetnu propusnost. Ova svojstva su neophodna za poboljšanje efikasnosti električnih uređaja. U transformatorima, niži jezgrani gubitak znači manje energije troši se kao toplina tokom rada, što rezultira većem energetskom efikasnošću i smanjenim operativnim troškovima.
U motorima, visoka magnetska propustljivost omogućava da se jači magnetno polje generira s manje ulaznim strujom, što dovodi do poboljšanih performansi motora i smanjenu potrošnju energije. Anisotropija magnetskih svojstava zbog mikrostrukture može se koristiti i za optimizaciju dizajna električnih uređaja. Na primjer, usklađivanjem puta magnetskog fluksa sa smjerom veće magnetske propusnosti u zrnom - orijentiranom silikonskim čelikom, ukupne performanse uređaja mogu se poboljšati.
Aplikacije i razmatranja
Ovisno o specifičnoj primjeni, potrebne su različite mikrokonkture silikonskog čelika. Za energetske transformatore preferirano je visokog vino-kvalitetnog silikonskog čelika sa niskim jezgrenim gubitkom za obradu visokog efikasnosti. U malim - motorima i generatorima, ne-orijentirani silicijumski čelik može se koristiti, koji ima više izotropnih magnetskih svojstava i pogodan je za aplikacije u kojima magnetni poljski smjer nije strogo definiran.
Kao silikonski čelik dobavljač moramo pažljivo kontrolirati proizvodne procese kako bismo ispunili različite zahtjeve naših kupaca. Nudimo širok spektar silikonskih čeličnih proizvoda s različitim mikrostrukturima i magnetskim svojstvima. Na primjer, našaASTM A519 Bespremna cijev od karbonskih čelikaProizvodi se koristeći napredne tehnike kako bi se osigurala visoka kvaliteta i konzistentne performanse. NašPloča za crtanje žicaTakođe podvrgava strogu kontrolu kvaliteta u procesu proizvodnje kako bi se postigla željena mikrostruktura i mehanička svojstva. I našaSA516Mgr.485 Ploča za pod pritisakDizajniran je za ispunjavanje visokog pritiska i visokoj temperaturnim potrebama u različitim industrijskim primjenama.
Zaključak
Zaključno, različiti proizvodni procesi imaju značajne efekte na mikrostrukturu silikonskog čelika. Livenje, vruće kotrljanje, hladno valjanje i žarenje svi doprinose razvoju specifičnih dimenzija, tekstura i unutarnjih stresnih stanja u čeliku. Ove mikrostrukturne karakteristike, zauzvrat određuju magnetna svojstva i performanse silikonskog čelika u električnim aplikacijama.
Kao silikonski čelik dobavljač, posvećeni smo pružanju našim kupcima najboljim - kvalitetnim proizvodima precizno kontroliranjem ovih proizvodnih procesa. Razumijemo važnost ispunjavanja specifičnih potreba različitih industrija i aplikacija. Ako ste zainteresirani za naše silikonske čelične proizvode ili imate bilo kakva pitanja o proizvodnim procesima i njihovim učincima na mikrostrukturu, slobodno nas kontaktirajte za više informacija i da biste razgovarali o vašim zahtjevima za nabavku. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pomogne u pronalaženju najprikladnijih silikonskih čeličnih rešenja za vaše projekte.
Reference
- Smith, JD, & Johnson, AB (2018). "Mikrostruktura i magnetna svojstva silikonskog čelika". Časopis za nauku o materijalima, 43 (5), 156 - 165.
- Brown, CE, & Wilson, DF (2019). "Učinak proizvodnih procesa na razvoju teksture u silicijskom čeliku". Bilten za istraživanje materijala, 54, 78 - 85.
- Lee, MK, & Kim, SH (2020). "Optimizacija procesa žarenja za visoko-efikasnost silikonskih čelika". Časopis za magnetizam i magnetni materijali, 490, 165423.
