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30XQ120及30Q130适用于S9 ,S10,S11A,S11B(必要结构调整)，适用种类为干式变压器，油浸变压器。同板差是指在一块钢板上厚度的偏差，是指测厚仪测量一块钢板的实际厚度值与实际厚度平均值的差，英文简称In bar。同板差是指在一块钢板上厚度的偏差，指在同一张钢板上任意两点之间的厚度差的最大值。同板差就是根据纵向厚度和横向厚度两种检验结果确定的。它是检验同一张钢板上厚度差是否符合公差标准要求的一项指标。在生产中板带钢的厚度是根据其中心点处的厚度波动加以控制的，出厂时也只作纵向厚度检验。对于轧后还要进行焊接或继续加工的钢板，如造船、锅炉、桥梁及冲压用钢板等，除了作纵向厚度检验外，还要作横向厚度检验。追问同一张钢板上任意两点之间的厚度差的最大值使用测厚仪测几个点后（点的数量越多当然越精确），用最大值减去最小值得出的差值1.硅钢基础知识（含义、分类、牌号表示方法、涂层）硅钢silicon steel 含硅量0.54.8的铁硅合金。是电工领域广泛使用的一种软磁材料。电工用硅钢常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用，俗称硅钢片，广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。 硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO2，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性和韧性下降，对散热和机械加工不利，故一般硅钢片的含硅量不超过4.5。 硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性(初始磁导率大)。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。硅钢分类：热轧硅钢片： 热轧硅钢片是将Fe-Si合金用平炉或电炉熔融，进行反复热轧成薄板，最后在800-850退火后制成。热轧硅钢片主要用于发电机的制造，故又称热轧电机硅钢片， 但其可利用率低，能量损耗大，近年相关部门已强冷要求淘汰。冷轧无取向硅钢片：冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷轧电机硅钢。其含硅量0.5%-3.0%，经冷轧至成品厚度,供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。冷轧无取向硅钢的Bs高于取向硅钢；与热轧硅钢相比，其厚度均匀，尺寸精度高，表面光滑平整，从而提高了填充系数和材料的磁性能。冷轧取向硅钢片： 冷轧取向硅钢带最主要的用途是用于变压器制造，所以又称冷轧变压器硅钢。与冷轧无取向硅钢相比，取向硅钢的磁性具有强烈的方向性；在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3，磁导率之比为6：1，其铁损约为热轧带的1/2，磁导率为后者的2.5倍。硅钢片牌号表示方法： DR510-50表示铁损值.由公称厚度(扩大100倍的值)+代号A+铁损保证值(将频率50HZ,最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值) DR510-50表示铁损值为5.1,厚度为0.5mm的热轧硅.特点:铝的密度小,比重为2.7,约为铜的1/3;导电性,导热性,塑性,冷韧性都好 冷轧无取向硅钢带（片） 表示方法：DW+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.5T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。 如DW470-50 表示铁损值为4.7w/kg，厚度为0.5mm的冷轧无取向硅钢，现新型号表示为50W470。 （2）冷轧取向硅钢带（片） 表示方法：DQ+铁损值（在频率为50HZ，波形为正弦的磁感峰值为1.7T的单位重量铁损值。）的100倍+厚度值的100倍。有时铁损值后加G表示高磁感。 如DQ133-30表示铁损值为1.33，厚度为0.3mm的冷轧取向硅钢带（片），现新型号表示为30Q133。 （3）热轧硅钢板 热轧硅钢板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅钢（含硅量2.8%）、高硅钢（含硅量2.8%）。 表示方法：DR+铁损值（用50HZ反复磁化和按正弦形变化的磁感应强度最大值为1.5T时的单位重量铁损值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示铁损值 为5.1，厚度为0.5mm的热轧硅钢板。 家用电器用热轧硅钢薄板的牌号用JDR+铁损值+厚度值来表示，如JDR540-50。 2、日本牌号表示方法： （1）冷轧无取向硅钢带 由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。 如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为4.7的冷轧无取向硅钢带。 （2）冷轧取向硅钢带 由公称厚度（扩大100倍的值）+代号G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值 ）。 如30G130表示厚度为0.3mm，铁损保证值为1.3的冷轧取向硅钢带。涂层： 取向硅钢表面绝缘涂层分成有机涂层、无机涂层和半无机涂层三大类。无机涂层的基本成分是磷酸盐涂料 和磷酸铝基涂料 中添加胶态二氧化硅、氧化镁和硼酸。无机涂层具有良好的耐热和焊接性能，但其冲制性和粘结性不佳。半无机涂层基本成分为磷酸盐、铬酸盐、乳胶树脂溶液、弥散促进剂和表面活性剂，其中弥散促进剂和表面活性剂对涂层的质量具有重要作用。半无机涂层具有良好的冲制性和粘结性，但其耐热性和焊接性不及无机涂层。A涂层 A涂层为半有机薄涂层，具有优良的冲片性、耐腐蚀性、耐氟利昂性以及高层间电阻，尤其是焊接性能，适应于中、小型电机、家用电器 马达及小型变压器EI铁芯，相当于川铁的A1涂层及武钢的T4涂层。H涂层H涂层为半有机厚涂层，具有优良的冲片性、耐腐蚀性、耐氟利昂性以及高层间电阻，适应于中、小型电机。相当于川铁的A1涂层及武钢的T4涂层。D涂层 D涂层为无机涂层，这种涂层具有优良的焊接性和耐热性，适应于中、小电机，尤其适应在较高温度下进行消除应力退火使用。相当于AISI的C-4涂层及武钢的T3涂层。 除非特殊说明，钢种设计的表面绝缘涂层均为A涂层。变压器由于铁芯而造成的能量损耗称为铁损，铁损包括两部分，磁滞损耗和涡流损耗磁滞损耗是由于铁芯在反复磁化过程中，“内摩擦”而造成的损耗，它与铁芯材料的性质（导磁率，矫顽力）有关涡流损耗是由于铁芯中产生的感生电流-涡电流产生焦耳热而造成的损耗，采用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成的铁芯可以大大减少涡流损失铁损的大小除与铁芯本身有关外，还与电源电压的大小有关当电源电压一定时，铁损基本上是恒定量，与负载电流的大小、性质无关，因此铁损基本上等于它的空载损失1、日本硅钢带新老牌号对照表（取向）老牌号厚度比重铁损磁感应强度JISC2552-1975新日铁川崎mmg/cm31.5T/50HZB50G10Z10RG100.357.651.511.77G11Z11RG110.357.651.661.74新牌号厚度比重铁损磁感应强度JISC2552-1975新日铁川崎mmg/cm31.5T/50HZB5035G14535Z14535RG1450.357.651.451.7835G15535Z15535RG1550.357.651.551.7835G16535Z16535RG1650.357.651.651.75(.00378.)无取向硅钢新老牌号对照 .冷轧无取向硅钢带 老牌号厚度比重铁损磁感应强度JISC2552-1975新日铁川崎mmg/cm31.5T/50HZB50S12H12RM120.57.653.601.6S14H14RM140.57.654.01.61S18H18RM180.57.654.71.64S20H20RM200.57.755.41.65S23H23RM230.57.756.21.66S30H30RM300.57.858.01.69S40H40RM400.57.8510.51.69S50H50RM500.57.8513.01.69S60H60RM600.57.8515.51.69新牌号厚度比重铁损磁感应强度JISC2552-1975新日铁川崎mmg/cm31.5T/50HZB5050A31050H31050RM3100.57.653.11.650A35050H35050RM3500.57.653.51.650A40050H40050RM4000.57.654.01.6150A47050H47050RM4700.57.74.71.6250A60050H60050RM6000.57.756.01.6550A70050H70050RM7000.57.87.01.6850A80050H80050RM8000.57.88.01.6850A100050H100050RM10000.57.8510.01.6950A130050H130050RM13000.57.8513.01.69(.00378Z01.)2、硅钢牌号功能表硅钢牌号功能表 (.00378Z01.)3、电工硅钢片对绝缘涂层的要求硅钢片 绝缘涂层 要求 中华商务网讯: (1)层间电阻高； (2)耐热性和耐蚀性好，能在高温和具有腐蚀性环境下工作 (3)粘附性好，在冲剪或弯曲加工中不易剥落； (4)加工性好，涂层对冲模磨损要小，能起润滑作用； (5)对钢板表面有一定张力，减小磁致伸缩而引起的噪声； (6)涂层必须薄而均匀，提高充填性能。 目前使用的绝缘涂层有两种：一是磷酸一铬酸系涂层，涂层液为深橙黄色的透明液，使用温度为7080，层间电阻为550 cm2片；另一种是树脂和铬酸系涂层，涂层液为乳黄色黏液，使用温度小于30，层间电阻与前一种相同。 取向硅钢涂隔离层，主要是涂氧化镁，目的是防止在高温退火时钢板粘结，并与二氧化硅(Si02)生成硅酸镁底层，还有脱硫的作用。在氧化镁涂层中加入375(质量分数)的氧化钛(TiO2)，能改善钢板的脆性和硅酸镁底层的质量。特别对于含铝的取向硅钢，在高温退火时Ti02具有抑制钢中的铝破坏二氧化硅层的作用4、某些元素对硅钢性能的影响摘要介绍了硅钢中某些元素对其性能的影响，并扼要分析了某些元素对硅钢性能影响的机制。其中碳是引起硅钢发生磁时效的重要元素之一，随着硅钢中碳含量的增加，其铁损增加；而硅含量增加能显著降低硅钢铁损。磷、铝、铜是主要杂质元素，但适量的磷可提高硅钢的防锈能力。锡和锑均是表面活性元素，它们可使硅钢最终退火织构中111面组分减少，100和110面组分增加，从而降低硅钢铁损，提高其磁感应强度。关键词硅钢合金元素铁损磁感应强度INFLUENCE OF SOME ELEMENTS ON THE PROPERTIESOF SILICON STEELCHU ShuangjieQU BiaoDAI Yuanyuan(Baoshan Iron and Steel Corp.)ABSTRACTIn the paper,influence of some elements on the properties of silicon steel are introduced,with an analysis of the mechanism.Carbon is an important element that causes magnetic aging of silicon steel and as the carbon content in the silicon steel increases,the iron loss also increases,but with increase of silicon,the iron loss decreases obviously.P,Al,Cu are main impurities in silicon steel,but suitable content P may improve the antirust property of silicon steel.Sn and Sb are surface active elements,they might reduce component of 111and increase 100and 110component in texture of silicon steel,thus decrease the iron loss of the silicon steel and increase the magnetic flux density.KEY WORDSsilicon steel,alloying element,iron loss,magnetic flux density从节能观点看，时代的趋势是提高电气设备的效率，其手段之一是改进电机铁芯所用的电磁钢板的磁性，也就是说，对低铁损、高磁通密度的硅钢要求日益强烈。硅钢和其它金属材料一样，其磁性性能主要由其内部组织结构所控制，众所周知，组织结构的确立又与其合金元素密切相关，织构、金属间化合物的形成及析出，合金元素的偏析等将对硅钢的铁损和磁感应强度产生重要影响。硅钢的牌号不同，其化学组成也不同，但其基本组成包括三大类元素。第一类为其基本合金元素即：C、Si、Mn等；第二类为杂质元素：P、Al、S、N、B、Cu等；第三类为特殊用途合金元素如：Sb、Sn等。1基本合金元素的作用1.1碳元素首先应考虑硅钢中含碳引起的严重现象，若成品中残留碳，则出现磁时效，磁时效的发生取决于碳含量。如果磁时效在马达或其它电气设备中产生，那么铁损值就可增加到初始值的二倍，设备就会受到损坏，因此碳对软磁材料的磁性极为有害。碳会增大-Fe的矫顽力，加大磁滞损失，降低磁感应强度，所以高级优质硅钢片中碳含量要求在0.020 %，甚至0.010 %以下。一般说来1，碳对磁性的影响程度随钢中硅含量的不同而不同；碳存在的形态不同，对磁性的影响也不同。有人认为2晶界上渗碳体对磁性影响较晶粒内部小，但会使硅钢片塑性显著变坏。碳使硅钢片磁导率降低，而且又是形成磁时效的主要元素之一。Ueno K等人采用不同硅含量的各种牌号无取向电工钢，在150 下时效30000 h，通过调整残留碳量研究最终产品的铁损。图1所示是硅含量为0.3 %的无取向硅钢的铁损(p15/50)随碳含量的变化3。当碳含量为0.0045 %时，时效1000 h后，铁损增加20 %，而时效时间从1000 h增加到10000 h，不管残留碳多少，铁损均不发生变化，但时效后的铁损仍随残留碳量增加而增大。图 1不同残留碳量硅钢的铁损增加与时效时间的关系Fig.1Relation between the iron loss increment and aging time for different residual carbon content图2表示硅含量分别为3.0 %、2.0 %和0.3 %三种无取向电工钢由于时效引起的铁损最大增量与残留碳量的关系3，由图可知，时效现象几乎和硅含量无关，铁损劣化速度仅与残留碳量有关。1.2硅的作用硅能显著减少硅钢内的涡流损失，从而总铁芯损失减少(表1)。硅还可以提高相图中A3线和降低A4线临界温度，在Fe-Si相图中形成闭合的-圈。当含2.5 %15 %Si时为单相-Fe。所以高硅硅钢片多经高温退火来使组织均匀，晶粒粗化，夹杂聚集。硅可以减少晶体各向异性，使磁化容易，磁阻减少。硅对电阻率及其它固有磁性的影响如图3所示3。硅能显著提高-Fe比电阻，因而减少涡流损失。在强磁场作用下，硅使硅钢片的磁导率下降。图 2铁损最大增量与残留碳量的关系Fig.2Relation between the maximum increment of the iron loss and the residual carbon content 还能减轻钢中其它杂质的危害，使碳石墨化，降低对磁性的有害影响。硅和氧有强亲和力，起脱氧作用。硅可减少碳、氧和氮在-Fe中脱溶引起的磁时效现象。硅还能与氮化合成氮化硅，硅高时氮在钢中的溶解度可降低。表 1硅含量对各种损失的影响Table 1Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of losses1 T下损失/W*kg1钢中硅含量/%0.51.02.54.0磁滞损失(ph)2.201.901.681.06涡流损失(pe)1.150.780.380.16总铁芯损失(p10)3.352.682.061.22图 3硅含量对硅钢电阻率和其它固有磁性的影响Fig.3Effect of silicon content in the silicon steel on resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties 硅除对电工钢上述有利作用外，硅也会使钢变脆。目前已研究成功含硅6.5 %的硅钢片，高硅硅钢导热性低，钢带冷却和加热时容易发生内裂。随着硅含量的增加，硅钢片的硬度也随之升高，且易氧化生锈，在其表面形成氧化膜，结果导致硅钢用户冲片用的模具变得容易损坏。1.3锰的作用新日本钢铁会社研究了非常洁净的低硅高锰钢，试验发现，高的锰含量可以改善晶体结构，加1.0 %Mn后，带钢晶体组织中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面减少，磁性显著改善。一般认为4，过多的锰会对磁性产生有害的影响，这是因为它使织构变坏，并且形成不需要的沉淀物MnS，但当在生产过程中，利用十分洁净的钢，就可以使锰对织构控制起有利作用。另外，锰是防止热脆不可缺少的元素，其含量应控制在0.1 %以上，锰会提高碳在铁中的溶解度，扩大相区，与碳化合成渗碳体，故锰的含量也不宜过高，一般不超过1.5 %。2杂质元素的影响4，52.1磷元素低碳电工钢板主要用来制造微电机(1 kW)和小型电机(100 kW)。由于这种材料比较软，冲片性能差，因此常加入磷(0.08 %0.15 %)来强化铁素体，提高硬度，改善冲片性。磷会增加硅钢的冷脆性，使冷加工困难，原因是在晶界处形成脆的磷化铁。在室温时钢中相可溶解1.2 %的磷，呈置换固溶体。磷会改变铁原子间结合力和激活能，故对再结晶过程和晶粒长大有影响。磷的影响超过同样硅含量影响的45倍，磷还可以提高比电阻，降低涡流损失；由于磷促使晶粒增大，故亦可使矫顽力和磁滞损失降低。随磷含量增加，在弱和中磁场下的磁感应强度提高；而在强磁场下，由于磷使晶粒粗化而磁感应强度(B100)略有减少。同时，磷是一种界面活性元素，偏聚于晶界会导致严重的晶界脆化，从而使成品钢板变得极脆。2.2铝元素铝的作用与硅相近，可以提高钢的比电阻，减少铁芯损失(图4)，并降低磁感应强度，铝含量达到一定数量会使晶粒粗化并促使碳石墨化。 铝还能减少钢中氧含量，减少磁时效现象。铝使相区缩小。虽然铝对磁性有利，但钢中铝氧化物又会使磁性变坏。铝又是冷轧硅钢脱氧所需成分，加铝还可获得高纯度钢，使钢可连续浇注。图 4铝对硅钢铁芯损失的影响Fig.4Effect of Al content in the silicon steelon the iron core loss 铝和硅一样，能使材料变脆，铝含量大于0.5 %时硅钢变脆更见突出，但与高硅钢比较则仍显有较好的塑性。有人试以Fe-Al-Mn合金作变压器钢片，铝的含量2倍于锰，在3.52 %6.45 %范围，电磁性能与含4 %Si的硅钢相近，但塑性明显优于后者。铝含量太高的其它有害影响是大的长条形铝化合物析出相在晶界上形成会阻碍晶粒粗化5。2.3铜元素小于0.7 %的铜溶于-Fe中，会促使碳石墨化，对磁性无大影响；硅钢含0.5 %Cu时，防锈能力可提高15倍，故硅钢中有时故意加入铜。硅钢中含铜大于0.7 %时，在热轧过程中会形成大量(CuMn)1.8S和(Mn,Cu)S质点，使硅钢矫顽力和磁滞损失增加并使钢变脆。一般硅钢铜含量控制为0.2 %0.3 %。2.4氮、硫、硼等合金元素的作用无论是全硬钢、全加工或半加工硅钢，氮对磁性都有害。氮是通过生成有害的AlN沉淀发生影响的。表2列出了含1.3 %(SiAl)的脱碳半加工硅钢在1.5 T下测定的磁性。当氮含量从0.006 %降至0.002 %时，其铁损与磁导率都可进一步改善。表 2脱碳半加工硅钢1.3 %(SiAl)在1.5 T下的磁性和晶粒度Table 2The magnetic properties and grain size of the decarbonising and semi-manufacturing silicon steel 1.3 %(SiAl) at 1.5 T N/%铁损/W*kg1磁导率/4107 H*m1晶粒尺寸/m0.0021.1425001200.0061.23220090 硫在硅钢中对磁性有害影响均与基体中存在硫化锰的微细质点及晶界上存在自由硫有关。计算指出，当硫在0.005 %0.030 %范围内，对于含0.3 %Mn、0.6 %Si和0.2 %Al的半加工硅钢，每增加0.02 %S可使铁损提高0.33 W/kg。硼加到半加工铝镇静电工钢中，可以抑制退火时的AlN沉淀。因为在退火时所生成的AlN沉淀会抑制某些结晶方向的晶粒长大，从而产生对磁性不利的织构。硼与氮结合成为氮化硼，在热轧时沉淀于奥氏体中。若硼超过0.003 %，则对磁性有害，这是因为又生成另一些含硼的化合物(如F23(BC)6)，使晶粒细化。 3特殊用途的合金元素3.1锡元素的作用近几年，大量研究工作证明，在高磁感取向硅钢中加入0.05 %0.10 %Sn可明显改善磁性610。多数学者认为，锡可在第二相质点MnS和AlN(称为抑制剂)与基体界面处偏聚，阻碍它们的Ostwald长大，使其更加细小、弥散，从而增强对晶粒正常长大的抑制能力，减小初次晶粒尺寸，在最终高温退火后得到更完善的110001二次再结晶组织，提高了取向度和磁性；此外，锡还使常化退火时相的分布更均匀，常化后珠光体的分散更均匀，从而增大了铁素体晶粒尺寸，冷轧时形成更多的形变带，使二次晶粒尺寸减小，铁损进一步降低。由于锡是一种表面活性元素，因此亦有可能在最终高温退火的升温阶段在晶界发生偏聚，加强对晶粒正常长大的抑制能力，减小初次晶粒尺寸，从而起到辅助抑制剂的作用。何忠治等人7研究了锡元素对硅钢二次再结晶的影响。根据其试验结果可知：从550 开始锡在取向硅钢中的晶界偏聚浓度随温度的升高而下降，在二次再结晶起始温度950 ，锡在晶界仍有一定的偏聚量；锡在取向硅钢中的晶界偏聚行为与纯铁中相似，没有表现出多元系统中各元素间发生强烈交互作用时的典型特征，但由于取向硅钢的初步再结晶织构较强，数据的分散度明显高于纯铁的情况；锡通过在取向硅钢中的晶界偏聚起了辅助抑制剂的作用，并可降低二次再结晶温度，这些均有利于发展更完善的110001二次再结晶，增大二次再结晶晶粒尺寸，提高磁性。3.2锑元素的作用已有若干篇论文讨论了锑对无取向电工钢板性能的作用，发现锑的添加对含1 %2 %Si和0.3 %Al钢的能耗具有有益的影响。Shimanaka等11指出，在无取向Fe-1.85 %Si合金中加入0.01 %0.08 %Sb，可使最终退火织构中111组分减少，100组分增加，且随着锑含量的增加，织构的这种变化更加显著；在冷轧无取向硅钢的再结晶退火过程中，111位向晶粒容易在晶界附近形核。由于锑是一种界面活性元素，易在晶界偏聚，因而阻碍了111位向晶粒在晶界附近的形核。Lyudkovsky12采用离子散射谱(ISS)和反极图技术研究了Fe-1 %Si无取向硅钢中加入0.09 %Sb后的晶粒尺寸、硬度及织构的变化情况，得出结论：锑能够促进对材料磁性有利的织构组分的形成，在再结晶之前，含锑与不含锑硅钢在织构上便已经有了区别，对于含锑硅钢，最终退火时无论是否脱碳，110和100组分强度均显著提高，同时112组分强度明显降低；与不含锑硅钢相比，含锑硅钢在1.5 T下磁导率提高100 %，在1.7 T下磁导率提高30 %，另外，铁损(p15/60)下降约11 %，这些性能上的提高是由于含锑硅钢具有较好的织构和较大的晶粒尺寸；含锑硅钢具有较大尺寸的原因可能是由于具有100和110位向的晶粒边界迁移性提高，尤其是这些晶粒长大到111位向区域时。F.Vodopivce等11研究发现，(111)面极点密度的最高值出现在锑含量最低时，然后随着锑含量增加其值逐渐降低，当锑含量增至0.05 %时(111)面极点密度约为一定值。(100)面与(110)面轴密度在锑含量约为0.05 %时出现最高值4结语(1) 碳是引起硅钢发生磁时效的重要元素之一，随着硅钢中碳含量的增加，其铁损增加；而硅能显著减少硅钢内的铁损，但硅含量过高会使硅钢变脆，并且难以实现轧制变形。(2) 硅钢中杂质合金元素磷主要用来提高硅钢的冲片性 ，但磷是一种界面活性元素，偏聚于晶界会导致严重的晶界脆化。铝可减少硅钢铁芯损失，但降低磁感应强度，且铝含量高时会使硅钢变脆。铜可显著提高硅钢的防锈能力。氮、硫元素对硅钢性能总是有害的。(3) 锡和锑均是表面活性元素，可使硅钢最终退火织构中111组分减少，100组分和110组分增加，从而降低硅钢铁损，并提高其磁感应强度。参考文献1冶金工业部钢铁研究院.合金钢手册.北京：中国工业出版社，1984.417.2Moses A J.The Development of Silicon Steel.IEE Proceeding,1990,37(5):233244.3Ueno K.Advancement of Vacuum Degassing Treat.Metallurgy of Vacuum-degassed Steel Products,1990,347354.4Santanu Kumar Rar.Influence of the Heat Roll Condition on Domain Structures of Silicon Steel.J of Magnetism and Magnetic Materials,1982,28:44.5Funke P.The Effect of Sn Element and Cold Roll Aging Condition on the Secondary Recrystallization of the Unidirectional Silicon Steel Sheet.Transactions of the Iron and Steel Society,1990,11:1116.6河面弥吉郎.一方向电磁钢板二次再结晶添加冷间压延时时件影响.铁钢，1993，79(10)：975.7赵宇，何忠治.电工钢中晶界偏聚.钢铁研究学报，1995，7(1)：66.8高岛邦秀.日本公开特许公报，昭和53-134722.9中岛正三郎.The Effect of Reduction of Cold Rolling on Secondary Recrystallization of Non-oriented Silicon Steel.铁钢，1983，69(5)：S601. 10小松肇.Anisotropy in the Magnetic Induction Derived From the Texture of Non-oriented Electrical Steel Sheets.铁钢，1984，70：1469. 11Shimanaka H.The Effect of Sb Element on Energy Loss of Non-oriented Silicon Steel.J.of MMM.1991,97:281285. 12Lyudkovsiky G,Rastogi P K.The Effect of Sn on Inside Oxidize and Magnetic Properties of Si-Al Silicon Steel.Metall.Trans.A.,1984,15A:257. 储双杰瞿标戴元远5、变压器的作用在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。 2、在电路中，变压器表示符号为： 3、技术参数： 对不同类型的变压器都有相应的技术要求，可用相应的技术参数表示。如电源变压器的主要技术参数有：额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能，对于一般低频变压器的主要技术参数是：变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。 a、电压比： 变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级。在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势。当N2N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2 式中n称为电压比(圈数比)。当nN2，V1V2，该变压器为降压变压器。反之则为升压变压器。 b、变压器的效率： 在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即 式中为变压器的效率；P1为输入功率，P2为输出功率。 当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率等于100%，变压器将不产生任何损耗。但实际上这种变压器是没有的。变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损。 铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。 变压器的铁损包括两个方面。一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗。另一是涡流损耗，当变压器工作时。铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗。 变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低6、变压器生产对硅钢片质量要求的控制方案变压器生产对硅钢片质量要求的控制方案 第一步：采购前对硅钢片的检验由硅钢片供应商按要求提供硅钢样品及相应牌号的数据，如P1.0，P1.5，P1.7等。采用MATS-2010M硅钢测量装置对供应商提供的样片进行测量，以确定样片的性能是否与供应商提供的数据相同。如供应商不能提供数据，则有自己厂的技术部来确定样片是否合格。采用25cm爱泼斯坦方圈测试硅钢片时，准确度优于1%。 第二步：采购时对硅钢片把关为了避免供应商在供货时偷梁换柱，采购时的现场检测很有必要。采用ATS-100M硅钢片铁损测量仪进行现场检测：以上面测得的样片为标准，测试P1.7的值。抽检实际的供货，与样片数据作比对，即可判断供货是否与样片一致。ATS-100M测试硅钢片的重复性为1%，准确度为5%，能满足现场检测的要求。比对测试时，ATS-100M要求被测硅钢片的尺寸必须大于2cm5cm。 第三步：采用ATS-100M分选冲好的硅钢片质量较差的硅钢片，在同一片上，不同区域的铁损可能都相差较大。为了对产品质量进行更精确的控制，还需要对冲好的硅钢片进行分类。使用ATS-100M可以很好地满足要求，1%的重复性可以正确地区分硅钢片的优劣。分类测试时，ATS-100M要求被测硅钢片的长度大于2cm即可。第四步：采用MATS-2010M直接测量铁心的磁化曲线和损耗曲线，可作为设计变压器的依据。工程技术人员可根据磁化曲线确定铁心的工作点，根据损耗曲线可计算铁心在工作点的发热。 ATS-100M硅钢片铁损测量仪是参照国标GB/T13789-92中的测量方法，采用单片机控制技术和A/D、D/A相结合，内置正弦波励磁电源，直接显示铁损Ps值（W/kg）。适用于测量各种厚度的冷轧取向、无取向和热轧的硅钢片；测试结果不含铜损，确保铁损测量更真实；测试时保持磁通Bs正弦，有效消除谐波影响；测试探头加入空气磁通补偿线圈，确保测试结果更准；可根据测试数据，采用手工描在坐标纸上绘出Ps-B损耗曲线，进行材料对比。主要特点 供电方式 交流220V10% 50Hz，1A显示方式 4位LED数字显示测试频率 50Hz、60Hz自由选择磁感设定范围 Bs1：0.51.0TBs2：1.01.5TBs3：1.51.9T厚度设定范围 0.100.50mm硅钢片尺寸要求 40mm40mm，表面平整测试重复性 1%测试准确度 5%（按方圈样品折算到方圈的测试结果）显示刷新率 6次/秒外形尺寸 金属机箱：23590330mm（宽高深）MATS-2010M硅钢测量装置 自动测量软磁（硅钢）材料在50Hz、60Hz、400Hz和1kHz条件下的动态磁滞回线，准确测量振幅磁导率a、损耗角、比总损耗Ps、剩磁Br、矫顽力Hc等动态磁特性参数。 采用Windows测量软件，使用方便。产品符合中国国家标准GB/T3655-92、GB/T13789-92和国际标准IEC60404-6的规定。 通过计算机控制和A/D采样，取代传统的模拟电源（桥）、频率表、电流表、电压表和功率表，整个测试过程自动完成。主要特点测试样品的种类：热轧、冷轧取向和无取向的硅钢材料、坡莫合金、非晶和纳米晶。测试样品的形状：带状、片状等开路样品，环形、E形、U形等闭路样品。开路样品采用爱泼斯坦方圈组成闭合磁路，也可以选配磁导计。闭路样品直接绕线测量，成品变压器可以直接测量。样品（铁心）、磁化线圈（N1）、测量线圈（N2）共同组成一个空载变压器。磁化线圈回路串接无感电阻,通过测量无感电阻上的压降来确定磁化电流，得到磁场强度，磁场峰值的锁定通过数字反馈来实现，磁场锁定精度为0.5%。通过对测量线圈的电压进行数字积分来得到磁感应强度，磁感峰值的锁定通过数字反馈来实现，磁感锁定精度为0.2%。功率源和采样放大器集成在一个机箱内，使得装置的接口非常简单：一个RS232接口与计算机连接，二路电压信号接到A/D卡。采用伏安法和数字积分测量动态磁滞回线，可准确测量a、Ps、Br和Hc等动态磁特性参数。自动连续测量多达255个测试点，每个测试点的测试时间约30秒，多点测试时可选择固定频率、固定Bm或固定Hm。软件功能强大，对测试人员的技术要求极低7、变压器铁心材料的发展第一节 铁心用软磁材料 铁心是电机、变压器的重要部件。电机、变压器铁心对材料的基本要求是，在一定频率及磁通密度下具有低的铁心损耗，和在一定磁场强度下具有高的磁通密度。在电机、变压器的发展过程中，曾经采用和目前应用的铁心材料有：1.纯铁、软钢和无硅钢；2.硅钢片；3.铁镍合金（坡莫合金）；4.铁铝合金；5.非晶态合金；6.微晶合金。下面分别介绍这些材料的发展情况。纯铁、软钢及无硅钢 最早的电机铁心是直棒形或马碲形的纯铁棒。1837年，斯特金（W.Sturgeon，17831850）首先用纯铁丝制作电机铁心。1870年，A.佩勒斯等人首先用软铁片制作铁心。1879年，爱迪生发明软钢片叠成的铁心。 最早的变压器铁心（感应线圈铁心）是用铁棒做成的，后来又改用铁丝制作铁心。1885年，匈牙利岗茨工厂开始采用薄铁带作变压器铁心；1887年，岗茨工厂出现用软铁片叠成的变压器铁心。19世纪90年代及以后，用软铁片叠成的变压器铁心逐渐推广。同时一些工厂用软钢片取代软铁片，制成变压器铁心。 但是，在19世纪末及20世纪初，用软铁或软钢制造的铁心存在三大问题。一是当时薄铁片（薄钢片）的价格昂贵，制约了它的推广；二是铁心损耗大，发热严重；三是“铁心老化”问题曾使许多人伤透脑筋，人们发现，电机、变压器运行一段时间后，铁心损耗迅速增加，发热更为严重，迫使人们有时不得不更换铁心或整台电机、变压器，这一问题给当时迅速发展的交流系统投下了巨大的阴影。针对“铁心老化”问题，许多人进行了大量的研究、试验工作，直到1895年才基本搞清了它的机理，知道影响铁心老化的主要因素是运行温度。 总之，由于软铁或软钢具有导磁性高，矫顽力低、价格低廉、工艺性好等优点，因此在1900年硅钢片发明前及20世纪初一段时间里，电机、变压器铁心多是采用热轧低碳软钢片或电磁纯铁片冲制而成的。但是，软铁及软钢存在电阻率低、涡流损耗大，特别是“铁心老化”严重等先天不足，因此在硅钢片实现工业化生产后，逐渐退出了大部分电机及变压器铁心领域。尽管如此，人类仍孜孜不倦地对软铁、软钢进行改进。特别是希奥弗（Cioffi）和因森（Yensen）研究发现，纯铁在高温氢中进行除杂质处理后可以显著改善磁性能，使纯铁的u0达到20000，um达到340000。1940年后许多国家又推广真空冶炼法，改进轧制和热处理工艺、使软铁、软钢的性能有所改善，使它们在硅钢片风行全球的时候仍在某些小型电机变压器铁心中有所应用。特别是从50年代末期开始，情况开始发生变化。美、日、苏、英等从经济性和实际用途考虑，采用新的冶炼、轧制退火工艺，又开始大力发展冷轧无硅低碳电工钢片和电磁纯铁电工片。美国从50年代末期开始用无硅电工钢片取代一般的低硅钢片，用于生产日用电器、分马力电机和一部分小电机，1972年，美国无硅钢片的用量已占电工钢片总量的50%。苏联60年代后开发出O00O300牌号的无硅钢片，推广用于小型电机、电器中；英国无硅钢片发展很快，80年代初的产量与硅钢片持平；日本无硅钢片使用较少，一些不太重要的产品则多采用低级硅钢片。 无硅电工钢片具有价格低、冲制性能好、磁感高等优点，其最明显的缺点是损耗太高，从而大大