材料运用知识

ShenzhenChunyuanSteelIndustryCo.,Ltd.材料运用知识讲座

撰稿：李永乐2007年5月22日

1课程内容 第一讲：电磁钢板基础一、电磁钢板分类二、电磁钢板性能及表示三、电磁钢板的表示 四、电磁钢板的主要用途 第二讲：我司电磁钢板介绍一、我司电磁钢板种类及电磁性能对比二、我司部分材料硬度对比三、材料厚度四、材料皮膜 第三讲：加工工艺对材料的影响一、机械加工的影响二、退火影响 第四讲：金属的防锈与除锈一、金属防锈二、金属除锈 总结深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识2第一讲

电磁钢板基础电磁钢板---电工用冷轧硅钢薄板（GB2521-88）俗称矽钢片或硅钢片，是含硅高达0.8％-4.8％的电工硅钢，一般厚度在1mm以下，故称薄板。硅钢片是一种特殊功用的冷轧钢片，它是以极低碳、氮成分的基材，配合特殊热、冷轧及退火条件来调整成具有特定电磁性质的底片，再经表面碱洗、刷洗与清水洗后，再涂覆绝缘涂膜而成。硅钢片广义讲属板材类，由于它的特殊用途而独立一分支。电工用硅钢薄板具有优良的电磁性能，是电力、电讯和仪表工业中不可缺少的重要磁性材料。电磁钢板简介深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识3 A、硅钢片按其含硅量不同可分为低硅和高硅两种。

低硅片含硅2.8％以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机，俗称电机硅钢片；

高硅片含硅量为2.8％-4.8％，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。 两者在实际使用中并无严格界限，常用高硅片制造大型电机。

第一讲 电磁钢板基础一、电磁钢板分类深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识4 B、按生产加工工艺可分热轧和冷轧两种，冷轧硅钢片又可分晶粒无取向和晶粒取向两种。 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。

冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点，且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。用冷带代替热轧带制造电机或变压器，其重量和体积可减少0％-25％。第一讲 电磁钢板基础一、电磁钢板分类深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识5 无取向硅钢片Bs高于取向硅钢； 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。 若用冷轧取向带，代替热轧带或低档次冷轧带，可减少变压器电能消耗量45％-50％，且变压器工作性能更佳、更可靠。

钢板规格尺寸：一般厚度为0.35、0.50、0.65mm，宽度为800-1200mm第一讲

电磁钢板基础一、电磁钢板分类饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识6品质特性项目1、低铁损值2、高磁通密度3、低磁性时效性4、硬度\强度5、厚度均匀性6、平坦度7、涂膜附着性8、涂膜防锈性9、涂膜耐退火性所影响之使用特性磁气性质磁气性质磁气性质冲片加工性叠片加工性插片\叠片加工性分条\冲片加工性加工使用性应力消除退火及磁气性能第一讲

电磁钢板基础二、电磁钢板性能及表示质量的最重要指标，世界各国都以铁损值划分牌号，铁损越低，牌号越高，质量也高在相同磁场下能获得较高磁感的硅钢片，用它制造电机或变压器铁芯的体积和重量较小，相对而言可节约硅钢片、铜线和绝缘材料等表面对绝缘膜的附着性和焊接性要良好，利于加工对制造小型、微型电机铁芯，这点更重要硅钢片表面光滑、平整、和厚度均匀，制造铁芯的叠装系数提高1、电磁钢板品质特性深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识7 1）铁损：P10/50、P15/50、P17/50

第一讲

电磁钢板基础 在50HZ波频率下铁心中磁通密度为1.0、1.5、1.7T时，硅钢片每千克质量损耗值（W/Kg)，此值越小越好； B表示铁心中基本换向磁化曲线上的磁感应强度；10、50、

100表示单位长度上磁场强度AN／cm时的安匝数。此值越大越好。

由于励磁容量比较直观，目前现场广泛使用励磁容量来表示导磁性能，即每千克硅钢片能够实现的励磁容量(VA／kg)。

2）导磁性能：B10、B50、B100二、电磁钢板性能及表示2、两项主要性能表示深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识8 我国及日本硅钢片牌号表示方法 1、中国牌号表示方法：

（1）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。

第一讲

电磁钢板基础三、电磁钢板的表示深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识9 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。

第一讲

电磁钢板基础三、电磁钢板的表示

深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识

注：我司常用材料实际表示中，一般以钢厂名称的英文或中文首写字母代替通用代号，如中钢表示为CS，如35CS440，宝钢表示为B如50B470等，较特殊的新日铁取向硅钢表示为Z，如35Z155，30Z12010 电磁板材主要用途： 制作马达、变压器、稳压器、继电器及电气仪表的铁芯等。 晶粒无取向冷轧带通常用作电机或焊接变压器等的状态，是电力、电子和军工行业不可缺少的软磁合金材料，产品主要用于高压电机、小型变压器、大型牵引电机、各种容量的电机、家用电器、各种发电机组等 晶粒取向冷轧带用作电源变压器、脉冲变压器和磁放大器等的铁芯。第一讲

电磁钢板基础四、电磁钢板的主要用途深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识11知识问答

常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种合

硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8％。由硅钢做变压

器的铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，在

通电线圈中，它可以产生较大的磁感应强度，从而可以使变压器

的体积缩小。我们知道，实际的变压器总是在交流状态下工作，

功率损耗不仅在线圈的电阻上，也产生在交变电流磁化下的铁芯

中。通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”，铁损由两个原因造

成，一个是“磁滞损耗”，一个是“涡流损耗”。

磁滞损耗是铁芯在磁化过程中，由于存在磁滞现象而产生的

铁损，这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正

比。硅钢的磁滞回线狭小，用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小，

可使其发热程度大大减小。

既然硅钢有上述优点，为什么不用整块的硅钢做铁芯，还要把它加工成片状呢？？？深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识12 这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损──“涡流损耗”。变压器工作时，线圈中有交变电流，它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向的平面内环流着，所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。

用做变压器的铁芯，一般选用0．35mm厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成“日”字形或“口”字形。从道理上讲，若为减小涡流，硅钢片厚度越薄，拼接的片条越狭窄，效果越好。这不但减小了涡流损耗，降低了温升，还能节省硅钢片的用料。但实际上制作硅钢片铁芯时。并不单从上述的一面有利因素出发，因为那样制作铁芯，要大大增加工时，还减小了铁芯的有效截面。所以，用硅钢片制作变压器铁芯时，要从具体情况出发，权衡利弊，选择最佳尺寸。深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识13第二讲

我司电磁钢板介绍一、我司电磁钢板种类及电磁性能对比深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识14第二讲

我司电磁钢板介绍二、我司部分材料硬度对比深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识15硬度知识 硬度简介：通常对材料表面施以外压使它变形时，会产生抵抗。根据这种抵抗的大小可以表示材料的硬度。通常采用的有勃氏（Brinell）、洛氏（Rockwell）、维克氏（Vickers）硬度试验等。 洛氏硬度：如图所示，把小球（直径1/16in）或金刚石圆锥钻头，用一定的荷重压入试验片的表面，使试验片发生压痕。这时用压痕深度来表示洛氏硬度。通常有HRC、HRB两种。每一洛氏硬度单位对应的压痕深度，洛氏硬度为0.002mm，表面洛氏硬度为0.001mm。压痕越浅，硬度越高，HRC值越大。深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识在初始试验力F0下的压入深度在总试验力F0+F1下的压入深度去除主试验力F1后的弹性回复深度残余压入深度h试样表面测量基准面压头位置16第二讲

我司电磁钢板介绍三、材料厚度深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识17 电磁钢片为了减少钢片堆叠后我电流损失增加，通常在钢片表面涂覆一层绝缘层。 绝缘皮膜会影响钢片的冲片加工性、焊接性、退火性。 绝缘皮膜大致可分为：无机型、有机型和有机无机混合型 无机型皮膜其焊接性及耐退火性很好，但是皮膜硬度高，不利于冲剪加工，如35Z155的“S”型皮膜 有机型皮膜具有优异的冲剪加工性，但因含有有机树脂，经加热后容易产生气体，所以其焊接及退火性很差 混合型皮膜分别具有无机及有机皮膜的优缺点，视需求可调整皮膜组成来符合需求 目前我司所用材料的皮膜基本为混合型，如中钢的C628、C607,新日铁的“L”型皮膜等第二讲

我司电磁钢板介绍四、材料皮膜深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识18 1、电磁钢卷在分条及冲剪过程时，会因为加工应力，使得材料产生各种不同的残留应力，因而发生各种不同的翘曲变形，残留应力的存在也是造成电磁特性劣化的主因。 2、机械加工过程中，使得硅钢片产生毛刺，硅钢片毛刺太大，将会使叠片系数降低，即减小了铁心的有效截面，使磁通密度增大，损耗增加。另外，过大的毛刺会使片间短路，铁心的涡流损耗增加。 3、机械加工过程若造成硅钢片表面划伤，使硅钢片绝缘损坏，会增大变压器涡流，造成变压器局部过热，严重时还会造成铁芯失火。

第三讲

加工工艺对材料的影响一、机械加工的影响深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识19 退火是第三讲

加工工艺对材料的影响二、退火影响 钢的电磁特性几乎不受工业性的外部加热或冷却速度的影响，但过快的冷却速度若造成材料变形，将会使电磁特性劣化，因此退火时应充分注意避免 硅钢片在加工过程中容易产生应力，使局部金属结构改变，降低磁导率，增加磁滞损耗，退火处理可消除应力，恢复材料本身的电磁性能。将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识20第四讲

金属的防锈与除锈 在同样的条件下，各种金属的耐蚀性不同。这主要取决于各种金属的内在因素，如金属的化学成分、组织结构、理化性质、表面状态、应力状态等。金属的电化学腐蚀，是在外界因素的影响和作用下发生的。外界因素是金属腐蚀的条件。造成金属生锈的主要因素：

(1)大气相对湿度 在相同温度下，大气的水蒸气含量与其水蒸气饱和含量的百分比，叫做相对湿度。在某一相对湿度以下，金属锈蚀速度很小，而高于这一相对湿度后，锈蚀速度陡然增加。这一相对湿度称为临界湿度。很多金属的临界湿度在50％一80％之间，钢铁约是75％。 大气相对湿度对金属锈蚀的影响最大。当大气湿度高于临界湿度后，金属表面便出现水膜或水珠，若是大气中含有的有害杂质溶解于水膜、水珠，即成电解液，加剧锈蚀。

深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识21第四讲

金属的防锈与除锈

(2)气温与湿度 大气温度与湿度两者关联影响金属锈蚀。这有以下一些主要情况：

第一，大气的水蒸气含量，随气温升高而增大；

第二，气温高促使锈蚀加剧，尤其在潮湿环境里，气温越高，锈蚀速度越快。在相对湿度低时，温度对锈蚀的影响还不太明显，但在高于临界湿度时，随着气温升高，锈蚀量急剧增大。

另外，如果大气与金属间有温差，则在温度低的金属表面形成冷凝水、也导致金属生锈。

深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识22第四讲

金属的防锈与除锈

(3)腐蚀性气体 污染空气中的腐蚀性气体，以二氧化硫对金属腐蚀影响最大，特别是对钢、铜及其合金的危害尤甚。大气中二氧化硫主要来源于煤的燃烧。同时，燃烧产物二氧化碳也有腐蚀作用。在厂周围的大气中混有腐蚀性气体，如硫化氢、氨气、盐酸气等都是促使金属锈蚀的因素。

当然，大气中的氧对金属锈蚀是最为常见，而且随时随地发生作用，这是不言而喻的。

(4)其他因素 大气中含有大量尘埃，如烟雾、煤灰、氯化物和其他酸、碱、盐颗粒等，有的本身具有腐蚀性，或者是水珠的凝结核，也都是锈蚀因素，如氯化物被认为是腐蚀金属的"死敌"。深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识23一、金属防锈 金属防锈就是根据金属锈蚀的内因和外因，积极采取相应的有效措施，防止或减缓金属的锈蚀。 金属锈蚀，主要是由于电化学腐蚀而引起的，所以金属防锈主要是破坏形成电化学腐蚀的条件，抑制电化学腐蚀的进行。 （1）防止金属锈蚀的一般措施 在仓库里，对影响金属锈蚀的内在因素无法改变和控制，所以只能根据影响金属锈蚀的外界因素，采取相应的措施。

1、防水防潮，保持干燥

2、避免库内温度的急剧变化

3、尽量避免有害气体的影响

4、防尘除尘搞好卫生

5、文明装卸防止机械损伤第四讲

金属的防锈与除锈深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识24 （2）喷吐缓蚀防护层 从金属腐蚀的原理可知，金属腐蚀主要是电化学腐蚀，而电化学腐蚀直接与周围的环境有关、为了破坏电化学腐蚀的条件，可在金属表面喷涂缓蚀防护层，它可以将金属与大气在某种程度上隔离起来，起到防腐蚀的作用。常用的防护层有防锈油脂、气相缓蚀剂、可剥性塑料等。

涂油防锈：涂油防锈是在金属表面喷涂一层具有缓蚀作用的防锈油脂，对金属起到保护作用。要求防锈油脂具有较好的缓蚀能力，对金属有良好的附着力，成膜完整、致密、均匀、牢固，油膜应有一定的强度、稳定性和防水性，防锈油应易喷涂、易清除、无毒害。防锈油脂分软膜和硬膜两类。这种方法较好，但要在一定条件下进行效果才佳。

一、金属防锈第四讲

金属的防锈与除锈深圳春源钢铁工业有限公司材料运用知识25气相防锈：气相防锈是利用挥发性的固体物质－气相缓蚀剂，在金属制品周围挥发出缓蚀气体，来阻隔腐蚀介质的腐蚀作用，以达到防锈的目的。 气相缓蚀剂应具备下列条件： 具有适宜的挥发性和扩散能力； 具有良好的化学稳定性，在使用条件下不因光、热等因素的作用而变质； 在水中或有机溶剂中有一定的溶解度； 有良好的缓蚀防锈能力； 无严重毒害性。气相缓蚀剂的种类很多，主要是无机酸或有机酸的胺盐、酯类、硝基化合物及其胺盐、杂环化合物等。气相防锈方法简便，效果良好，有效期长。但必须保持密封状态，否则气体外溢，会影响防锈效果，缩短有效时间。一、金属防锈第四讲

金属的