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1903年德国和美国相继生产含Si1.0~4.5%的热轧硅钢片。1906年代替低碳钢用来制造电机和变压器铁芯。1934年美国戈斯(N.P.Goss)采用两次冷轧法制成 (110)[001]晶粒择优取向的含 Si3%的冷轧硅钢片。1968年日本田口悟等采用硫化锰和氮化铝综合抑制剂并使用一次大压下率冷轧法,制成(110)[001]高磁感取向硅钢,这种材料的晶粒取向更加准确,铁损和磁性进一步改善。历年来,硅钢的铁损值下降示意曲线见图1。
1949年美国制成厚度小于 0.1mm的冷轧(110)[001]取向薄硅钢带,用于电子工业。1957年联邦德国制成了(100)[001]立方取向硅钢片,其纵横向磁性都高,但因工艺复杂,至今未正式生产。如下图是(110)[001]和(100)[001]取向硅钢片中晶粒排列示意图。含硅6.5%的Si-Fe合金的磁致伸缩约为零,磁导率高、铁损低、制成的变压器无噪声但因加工困难,未得到广泛应用。70年代采用液态快冷技术制成6.5Si-Fe晶薄带,研制了更薄的取向硅钢片和(100)面织构(晶间无取向)的硅钢片等新品种。
中国于1953年开始生产热轧低硅硅钢片(Si1~2%);1955年开始生产热轧高硅硅钢片(Si3.0~4.5%);1962年开始生产冷轧取向薄硅钢带。70年代开始生产冷轧取向硅钢带。
我们平时说的硅钢片、矽钢片实际上是一种东西,之所以有2种叫法,主要是很以前的一些俗称有关。化学元素"硅"的旧称。"矽"字,如"矽谷"(硅谷)。电工用硅钢薄板俗称矽钢片或硅钢片。硅钢片广义讲属板材类,由于它的特殊用途而独立一分支。
硅钢片在制作变压器铁芯上有着重要的用途,硅钢片是一种合金,在纯铁中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的铁硅系合金称为硅钢。该类铁芯具有高的饱和磁感应强度值为20000Gs,非常适合在电力设备的制作生产上,由于其制作成本低工艺 成熟,得到了广泛的应用
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1、全工艺硅钢片。
由于目前发电机组体积巨大(如三峡定子直径超过20m),叠装工艺要求特殊(如工地叠装等),使定子不可能进行退火处理,必须使用全工艺硅钢。
2、板型尺寸要求高。
如300、600、1000MW汽轮发电机的定子铁芯叠压长度分别为5100、6731、8150mm。如此长度的定子尺寸,多达万张以上的叠压厚度,对硅钢片的纵向和横向同板差要求极其严格。
3、电磁性能要求高。
由于发电机高效率设计的要求,硅钢片的损耗应该是越低越好,损耗越低,机组的效率相对越高。300和600MW汽轮发电机的效率要超过98%,水轮发电机的效率也要超过98%,部分小型发电机也要达到96%,因此要求磁感高,磁导率高、磁时效效应小、机械特性要求耐疲劳性好和应力敏感低等。
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