2.1.5 Электротехническая легированная (кремнистая) сталь

(ГОСТ 21427.0-75).

Эта сталь классифицируется и маркируется (четырехзначное число) по следующим параметрам: по виду прокатки и структуре  первая цифра в обозначении марки (1- горячекатаная изотропная, 2- холоднокатаная изотропная, 3- холоднокатаная анизотропная) по содержанию кремния  вторая цифра (0- до 0,4%Si 1- св.0,4 до 0,8 включ. 2- св.0,8 до1,8 включ. 3- св.1,8 до 2,8 включ. 4- св.2,8 до 3,8 включ.5- св.3,8 до 4,8 включ.) по основной нормируемой характеристике  третья цифра (0- удельные потери Р при магнитной индукции 1,7Тл и частоте 50Гц: 1- Р 1,5/50 2- Р 1,0/400). Вместе первые три цифры обозначают тип стали, четвертая- порядковый номер типа стали.

Промышленность выпускает холоднокатаную электротехническую тонколистовую анизотропную сталь (ГОСТ21427.1-83), изотропную сталь (ГОСТ21427.2-83) и холоднокатаную стальную анизотропную ленту (ГОСТ21427.4-78). Магнитные свойства стали приведены в таблице 3.

Легированные электротехнические стали применяют в электротехнических изделиях, рассчитанных на работу при частотах до ƒ  400 Гц. Стали с более с низким содержанием кремния 2011,2211 используют для сердечников, работающих при частотах до 100 Гц и напряженности поля Н  5·10⁴А/м. Стали с повышенным содержанием кремния (2311, 2411, 1311, 1411) используют при частотах до 400Гц, но в более слабых полях (Н  10²А/м).

Так например, слаболегированные электротехнические стали (от 0,4 до 1,8% Si) применяются для магнитопроводов электрических машин постоянного тока, среднелегированные (от 1,8 до 2,8% Si)  в машинах переменного тока и сильнолегированные (от 3,8 до 4,8% Si)  в силовых трансформаторах.

Высокие магнитные свойства электротехнические стали приобретают в результате термической обработки- отжига, с целью получения крупного зерна феррита.

2. 2 Материалы с высокой магнитной проницаемостью

Для достижений больших значений индукций в очень слабых магнитных полях (Н  10²А/м) применяют прецизионные магнитомягкие сплавы (ГОСТ 10994-74), отличающиеся большой начальной магнитной проницаемостью 

Fe-Ni (пермаллой) и Fe-Al-Si (альсифер).

2.2.1 Пермаллои низконикелевые (45...50% Ni) марок 45Н, 50Н, 50НХС характеризуются следующими свойствами: μ_н  4 мГ/м, μ_max  38 мГн/м, Bs=1,0...1,5Тл и ρ₁ от 0,45 до 0,90 мкОм·м.

Низконикелевые пермаллои применяются для сердечников трансформаторов, дросселей, реле и т.д., работающих с подмагничиванием, а также в магнитопроводах, полюсных наконечниках, магнитных экранах и сердечниках, работающих в слабых постоянных магнитных полях.

2.2.2 Пермаллои высоконикелевые (79...83% Ni) марок 79НМ, 81НМА имеют μ_н =25...88 мГн/м, μ_max =150...300 мГн/м и Bs до 0,75Тл. Коэрцитивная сила пермаллоев составляет Нс< 16 А/м.Они используются в радиотехнике и телефонии при частотах до 25 кГц, в магнитных усилителях, слаботочных трансформаторах, катушках индуктивности и других устройствах при промышленной частоте (из лент толстого проката), звуковой и ультразвуковой частоте (из лент тонкого проката) и высокой частоте, вплоть до радиочастот (из лент микронного проката).

Большим достоинством пермаллоев является их высокая пластичность, что облегчает технологию получения полуфабрикатов: тонких листов, лент и проволоки для изготовления сердечников. Термическая обработка пермаллоев- отжиг при температуре 1100-1500 ºС со ступенчатым охлаждением.

Механические свойства электротехнической стали и сплавов пермаллой приведены в таблице 4.

2.2.3 Альсиферы  сплавы системы Fe-Al-Si не содержат дорогих компонентов. Сплав оптимального состава 85% Fe, 9,6% Si и 5,4%Ni имеет μ_н=44мГн/м, μ_max=146 мГн/м, Нс=1,76А/м, Bs=1,1Тл и ρ₁=0,81мкОм·м, сплав очень тверд и хрупок, не поддается обработке давлением и резанием, но обладает высокими литейными свойствами и применяется для изготовления фасонных тонкостенных отливок.