电工钢的发展.PDF

第6期
环球信息
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电工钢的发展
金延,晓敏
取向电工钢り自1900年英国人 Hadfield发向电工钢板。按其徙令量向两极发展,?①高硅电
明电磁钢以米已有100余年历史,这100年中电工工.钢,日的是通过增大电阻率(p)从而减小渴流掼
钢取得了突飞猛进的发展。1926年本多、茅发现了耗,卞要川于发电机等人型旋转机器;②低住高饱和
铁的磁晶各向异性,通过控制结晶的取向可提高磁磁感尢取向电工钢板,主要用于家用小型电动机
性,1934年Goss发明了(110<001〉取向电钢,主1980年后随着节能成为世界节约资源的重要方面,
要用于变爪器铁芯材料,日本丁1953年实现了业要求电器设备向高效、小型化发展,所以尤取向电工
化生产,到1968年开发出高磁感取向电钢HFB,钢必须向低铁损、高磁感方向发展。与取向电钢
从而实现了铁损的显著降低,买际上电钢发展历板相同减小铁损控制晶粒取向也作常重要,从而改
史就是其低铁损化的史。降低取向电.钢板铁损善磁滞损耗利磁化曲线,也就是说即要铁损低还要
的技术有:①高磁感取向电に钢板制造技术;②薄的磁感高。特别是近米要求电动机等设各向高效、小
高磁感取阿电工钢板制造技术;③畴细化技术。型化,高速化发展,使用在高频化高强度等条件下
这一种技术対」降低铁损作用不同。高磁感电工钢由于这些使用条件,无取向电钢板必须时高张力
板二次再结晶取{110〈001〉半均分散角度为7高疲劳强度,且优异磁性。目前开发出780MPa级
3',其磁感Bs从1.82T增至1.92T,铁心损耗高强力无取向电工钢板,也开发出0.20mm、
F171501磁滞损耗可減小约0.2WIkg。从小涡0.15mm厚的无取向电工钢板,其损耗为0.5mm、
流损耗出发,开发出了薄的高磁感取向电钢,若厚0.35mm厚电钢涡流损耗的1/3~1/5,从面可应
度从0.30mm减全0.23mm,铁损中的涡流损耗可用丁数百Hz~10kHz的高频下。无取向电钢板
减小约0.15Wkg。从0.23mm械至0.15m,铁损的低铁损高磁感化就是高效化,特別是对丁电动机
可减小约0.3W/kg。一般情况下,磁畴变宽涡流节能效果显著。使用高效化无取向电钢作为铁
损耗将增加,为此开发出细化畴技术,如激光等离子芯,电动机效率每提高1%,每年即使械少100化
照射,使表面形成沟,这样涡流损耗可城小约kWh的损耗。今后随着办公设备、电动汽牛等的普
0.1Wkg。这此技术对于械小铁损是非常重要的,及,电动机、发电机、EI小型变压器的广泛使用将加
为外制畴壁运动也相当重要,当电工钢板表面涂速龙取电工钢板向高效率化发展。
覆绝缘陶瓷膜片铁损可减小约0.1Wkg。除去节
硅钢喷丸处理时纳米晶组织的形成)近年
能外作为变压器其噪声对环境的影响也逐渐被人重来纳米晶材料的优异特性し引起了材料外的广泛关
视起来。造成变压器噪声的原?是电工钢板的磁致江注,有多种强塑性变形方法能用来4:产纲米晶材
仲缩,而磁致仲缩与磁畴结构密切相关,据研究料。如:球磨法、高压扭转、超声喷丸以及落锤变形
180磁畴在磁化过梨中仅畴壁移动,无磁仲;而有加工技术等,其中球暦法被大量应用,?为它适用
90ラン?ット畴的在磁化过程中则引起磁仲,故产丁各种材料并且便丁安装在实验室里。此次,日本
生振动,形成噪声,为此必须控制90°畴的形成,这卞桥大学生产系统程系的研究人员采用新型强塑
就要使二次再结晶高度取向于(110<001>,采用电性变形加技术,颗粒沖(PD)法和吹风唢丸撞;i
钢表面覆膜则是有效的方法。此外变斥器铁心组法,对硅钢板表阿进行变形处理时研究了其表面形
装时应力求减小残余应力,减薄电钢板厚度就能成納米晶区的效果。研究用的材料是Fe3.29S
抑制90磁畴形成等均可减小变压器的噪声。
0.01Mn佳钢、590MPa级高强度钢(Fe0.05C
无取向电工钢众所周知作为发电机、电动1.29Mn)和Fe-0.8c0.2Sr1.33Mn共析碳钢。P
机铁心材料主要是用尤取向电工钢板,与取向电工设备使用能够将颗粒加速到要求流速的高轻气枪
剝板的使用一样也是力求城低铁损。继1956年日进行PI加工,颗粒的载流气体采用氢气,颗粒是用
本开始生产冷轧取向电钢后不久便开发出了无取轴承钢制造的,颗粒直径为4mm,喷射速度为
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金属功能材料
2003年
120m/s,可在室温或液氮温度下进行。吹风喷丸撞纳米品形成的特点类似」球暦法和落锤变形处理
击处理时,采用铸钢丸以190m/s的速度从100mm所产生的情况。认为牛庐納米晶组织的最好变形条
处喷向试样表面,加时问10至60s。用描电子件是高的应变速度和低温。
显微镜和透射电镜斫究了试样的显微组织。硏究结
参考文献
果证明了颗粒冲击(P1法和吹风喷丸撞击法为了在
所研究的钢表面形成纳米晶组织都是有效的,所形0本应用磁气学会,200
成的纳米晶区都具有非常高的硬度,并且在退火热
∏本应用磁气学会,心,2003
处理时不发生再结晶,但公发牛晶粒的级慢长人。
3 ]Materials Transactions, 2003, 44(7): 148
贮氢合金与电力汽车
晓敏,启明,玉燕
加Mo稳定化的 Tr Fe bcc固溶体合金的贮氢要采取防止微粉化措施。当前作为防止贮氢合金粉
性能具有bcc(体心立方)固溶体结构的钛基贮化的有效丁段,有采取对贮氢合金加以微包套的技
氢合金(例如 Ticrv合金)具有很大的氢容量并术、薄膜化技术、类似非晶化方法、以及在吸放氢
且无必要采取活化处理。新近报道在Tr-Cr合金中时防止合金中被引入位错增殖的方法等。因此,进
加Mo能有效地使其boc结构稳定化。另一方面
步探讨了薄膜化的贮氢合金作为致动器材料的可
TrFe合金貝有人约1.8%(质量)的吸氢容量,且脈能性,制备了3种成分不同的 LANI合金薄膜,研究
价得多。但TrFe合金初始活化比较难,要求在>了变形量对其化学成分的依赖关系。实验时采用
IMPa的氢斥和高达700~800K的高温下处埋。因速真空镀膜技术,用微粉化粉末作为蒸发源在聚酰
此,为了改善 Iti- Fe合金的活化和贮氢性能,研究了亚胺基板上镀复了3种不同成分的LaNi合金膜
加Mo的效果。试验用的合金是采用纯金属原料, NANI.LaNi4.9和 Lanis5所得薄膜试样经过大
在水冷铜坩埚中于纯氮气氛ド电弧熔炼的。所得试约5MPa氢压ド初期活化处理后,移入玻璃反应管
样经过适当热处理之后,用X射线衍射法和扫描电内,玻璃管内氧气压自0.12MPa至0.3MPa变化,
镜研究试样的纽织结构。试样在673K真空下处理研究了在吸氢时试样的形状变化。研究结果表明
lh并作7MPa氢压ド经过lh反复一次活化处理。(1)无论何种成分的薄膜的变形量,都随引入氢的
研究了Tr- Fe- Mo合金的吸放氢性能。研究结果表增大而増大,而且含Ni原子比越大则受引入氢压的
明:(1)加MoCs相组织并且需要加以活化处理才具有吸放氢为0.3MPa时试样的变形量:Ni比为3.2的合金薄
性能。(2)加10%(mol)Mo的 Tios Feo.s合金具有膜为86×10-6、Ni比为4