2-7. ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛИ ОТ ТОЛЩИНЫ ЛИСТА
В горячекатаной нетекстурованной стали величина коэрцитивной силы несколько больше, чем в холоднокатаной, что следует объяснить лучшим состоянием поверхности и меньшим количеством примесей в холоднокатаной стали. Коэрцитивная сила горячекатаной стали в образцах, вырезанных под разными углами к направлению прокатки, не одинакова.
Листовая электротехническая сталь, предназначенная для применения при 50 гц, в настоящее время изготовляется в основном с толщиной листа 0,5—0,35 мм. Это диктуется требованием получить сравнительно малые удельные потери при удовлетворительном коэффициенте заполнения (96—98%). В холоднокатаной текстурованной стали, имеющей относительно наибольшие потери от вихревых токов, для снижения общих потерь идут по линии дальнейшего снижения толщины листа вплоть до 0,28 мм. Однако с уменьшением толщины листа потери от вихревых токов снижаются слабее, чем по квадратичной зависимости, а потери от гистерезиса начинают увеличиваться. Последнее связано с тем, что с уменьшением толщины листа электротехнической стали увеличивается и коэрцитивная сила. Особенно резкое возрастание ее наблюдается при толщине менее 10 мкм [Л. 2-42].
На рис. 2-48 по данным [Л. 2-43] показана зависимость коэрцитивной силы от толщины листа горячекатаной трансформаторной стали. Как видно из рис. 2-48, при уменьшении толщины листа с 0,1 до 0,01—0,02 мм коэрцитивная сила увеличивается в 2—3 раза.
Для того чтобы исключить возможное влияние технологических операций на коэрцитивную силу листов разной толщины в [Л. 2-44], уменьшение толщины от 1 до 0,1 мм проводилось как прокаткой, так и травлением.
Образцы разной толщины d после прокатки в горячем состоянии подвергались высокотемпературному отжигу, после чего измерялась коэрцитивная сила. Зависимость
Нс=f(d) для этих образцов представлена на рис. 2-49 (сплошная линия).
Рис. 2-48. Зависимость коэрцитивной силы от толщины трансформаторной стали при различных температурах.
Из рис. 2-49 видно, что при уменьшении толщины листа с 1 до 0,35 мм Нс возрастает на 2,4 а/м, а до 0,1 мм на 24 a/м. При снятии поверхностного слоя с образца толщиной 1,0—0,2 мм травлением сначала происходит некоторое снижение Нс (рис. 2-49, пунктирная линия). Это свидетельствует о том, что поверхностные слои горячекатаной стали имеют несколько большую Нс, чем внутренние слои. Однако при дальнейшем уменьшении толщины Нс возрастает. В [Л. 2-45] возрастание Нс при уменьшении толщины листа связывается с ростом полей рассеивания, возникающих на границах доменов.
Рис. 2-49. Зависимость коэрцитивной силы горячекатаной трансформаторной стали от толщины листа.
------------ уменьшение толщины листа прокаткой; уменьшение толщины листа травлением.
Увеличение коэрцитивной силы с уменьшением толщины естественно приводит к увеличению потерь от гистерезиса, но из-за значительного снижения потерь от вихревых токов общие потери снижаются. Это можно показать на примере нетекстурованной и текстурованной сталей. Для горячекатаной стали с Si=4,0% и толщиной листа от 0,5 до 0,2 мм при одной и той же технологии производства значения составляющих приведены в табл. 2-16.
Таблица 2-16
Значения р1,0/50, рг, рв в горячекатаной трансформаторной стали разной толщины
Как следует из этих данных, при уменьшении толщины листа с 0,5 до 0,2 мм снижение потерь от вихревых токов перекрывает увеличение потерь от гистерезиса. Подобная закономерность [Л. 2-16] имеется и для нетекстуроранпой холоднокатаной стали (табл. 2-17).
Таблица 2-17
Значения р1,0/50, рг, рв в холоднокатаной нетекстурованной стали марки Н-20
Рис. 2-50. Зависимость удельных потерь холоднокатаной текстурованной стали от толщины листа.
В табл. 2-18 согласно [Л. 1-62] показано изменение удельных потерь холоднокатаной текстурованной стали при снижении толщины листа с 0,35 до 0,3 мм.
В [Л. 1-44] рассматривалась зависимость удельных потерь и их составляющих от толщины листа (рис. 2-50). Как видно из рис. 2-50, при уменьшении толщины листа с 0,40 до 0,30 мм удельные потери р1,0/50 стали Э320— Э330А снижаются на 0,2 вт/кг. Из табл. 2-18 и рис. 2-50 следует, что снижение толщины образца на 0,01 мм приводит к снижению удельных потерь р1,0/50 на 0,02 вт/кг.
Таблица 2-18
