硅鋼片有取向和無取向的區(qū)別

硅鋼片有取向和無取向的區(qū)別

1.無取向硅鋼片

·硅鋼俗稱矽鋼片或硅鋼片，是電力、電子和軍事工業(yè)*的含碳極低的硅鐵軟磁合金，亦是產(chǎn)量zui大的金屬功能材料，其產(chǎn)量約占世界鋼材產(chǎn)量的1%，它是含硅0.8%-4.8%的硅鐵合金，經(jīng)熱、冷軋成厚度在1mm以下的硅鋼薄板。

·加入硅可提高鐵的電阻率和zui大磁導(dǎo)率,降低矯頑力、鐵芯損耗（鐵損）和磁時(shí)效，主要用作各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的鐵芯。

硅鋼片分類：

·硅鋼片按其含硅量不同可分為低硅和高硅兩種：

  低硅片含硅2.8%以下，它具有一定機(jī)械強(qiáng)度，主要用于制造電機(jī)，俗稱電機(jī)硅鋼片；高硅片含硅量為2.8%-4.8%，它具有磁性好，但較脆，主要用于制造變壓器鐵芯，俗稱變壓器硅鋼片。兩者在實(shí)際使用中并無嚴(yán)格界限，常用高硅片制造大型電機(jī)。

·按生產(chǎn)加工工藝可分熱軋和冷軋兩種，冷軋又可分晶粒無取向和晶粒取向兩種：

  冷軋片厚度均勻、表面質(zhì)量好、磁性較高，因此，隨著工業(yè)發(fā)展，熱軋片有被冷軋片取代之趨勢（我國已經(jīng)明確要求停止使用熱軋硅鋼片，也就是前期所說的“以冷代熱”）。

·無取向硅鋼片的定義：

無取向硅鋼片是按照一定生產(chǎn)工藝，形成無取向性變形織構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅鋼片。

無取向硅鋼片和取向硅鋼片的關(guān)系：

·二者都是冷軋硅鋼片，但含硅量不同。

  冷軋無取向硅鋼片含硅量0.5%-3.0%，冷軋取向硅鋼片含硅量在3.0%以上。

·生產(chǎn)工藝及性能的不同。

  無取向硅鋼片較取向硅鋼片工藝要求相對較低。無取向硅鋼片是將鋼坯或連鑄坯熱軋成厚度約2.3mm帶卷。制造低硅產(chǎn)品時(shí),熱軋帶卷酸洗后一次冷軋到0.5mm厚。制造高硅產(chǎn)品時(shí)，熱軋帶酸洗后（或先經(jīng)800-850℃常化后再酸洗）,冷軋到0.55或0.37mm厚,在氫氮混合氣氛連續(xù)爐中850℃退火，再經(jīng)6-10％小壓下率冷軋到0.50或0.35mm厚。這個(gè)小壓下率的冷軋可使退火時(shí)晶粒長大，鐵損降低。

·這兩種冷軋板都在20%氫氮混合氣氛下連續(xù)爐中850℃zui終退火,然后涂磷酸鹽加鉻酸鹽的絕緣膜。經(jīng)冷軋至成品厚度，供應(yīng)態(tài)多為0.35mm和0.5mm厚的鋼帶。冷軋無取向硅鋼的Bs高于取向硅鋼。

·取向硅鋼片要求鋼中氧化物夾雜含量低,并必須含有C0.03-0.05％和抑制劑（第二相彌散質(zhì)點(diǎn)或晶界偏析元素）。抑制劑的作用是阻止初次再結(jié)晶晶粒長大和促進(jìn)二次再結(jié)晶的發(fā)展，從而獲得高的（110）[001]取向。抑制劑本身對磁性有害，所以在完成抑制作用后，須經(jīng)高溫凈化退火。采用第二相抑制劑時(shí)，板坯加熱溫度必須提高到使原來粗大第二相質(zhì)點(diǎn)固溶，隨后熱軋或常化時(shí)再以細(xì)小質(zhì)點(diǎn)析出，以便增強(qiáng)抑制作用。冷軋成品厚度為0.28、0.30或0.35mm。冷軋取向薄硅鋼帶是將0.30或0.35mm厚的取向硅鋼帶，再經(jīng)酸洗、冷軋和退火制成。與冷軋無取向硅鋼相比，取向硅鋼要比無取向硅鋼鐵損低很多，磁性具有強(qiáng)烈的方向性；在易磁化的軋制方向上具有*的高磁導(dǎo)率與低損耗特性。取向鋼帶在軋制方向的鐵損僅為橫向的1/3，磁導(dǎo)率之比為6：1，其鐵損約為熱軋帶的1/2，磁導(dǎo)率為后者的2.5倍。

·性能及用途：

  由于二者性能特點(diǎn)不同，在使用方向上存在差異：

  冷軋無取向硅鋼片zui主要的用途是用于發(fā)電機(jī)制造，故又稱冷軋電機(jī)硅鋼。

  冷軋取向硅鋼帶zui主要的用途是用于變壓器制造，所以又稱冷軋變壓器硅鋼。

硅鋼片性能指標(biāo)：

·鐵損低。質(zhì)量的zui重要指標(biāo)，世界各國都以鐵損值劃分牌號(hào)，鐵損越低，牌號(hào)越高，質(zhì)量也高。  

·磁感應(yīng)強(qiáng)度高。在相同磁場下能獲得較高磁感的硅鋼片，用它制造的電機(jī)或變壓器鐵芯的體積和重量較小，相對而言可節(jié)省硅鋼片、銅線和絕緣材料等。 

·疊裝系數(shù)高。硅鋼片表面光滑，平整和厚度均勻，制造鐵芯的疊裝系數(shù)提高。

·沖片性好。對制造小型、微型電機(jī)鐵芯，這點(diǎn)更重要。

·表面對絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。

·磁時(shí)效現(xiàn)象小。

·硅鋼片須經(jīng)退火和酸洗后交貨。 

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

·電工用熱軋硅鋼薄板（GB5212-85）

電工用熱軋硅鋼薄板以含碳損低的硅鐵軟磁合金作材質(zhì)，經(jīng)熱軋成厚度小于1mm

的薄板。電工用熱軋硅鋼薄板也稱熱軋硅鋼片。熱軋硅鋼片按其合硅量可分為低硅（Si≤2.8%）和高硅（Si≤4.8%）兩種鋼片。

·電工用冷軋硅鋼薄板（GB2521-88）

  用含硅0.8%-4.8%的電工硅鋼為材質(zhì)，經(jīng)冷軋而成。 冷軋硅鋼片分晶粒無取向和晶粒取向兩種鋼帶。冷軋電工鋼帶具有表面平整、厚度均勻、疊裝系數(shù)高、沖片性好等特點(diǎn)，且比熱軋電工鋼帶磁感高、鐵損低。用冷帶代替熱軋帶制造電機(jī)或變壓器，其重量和體積可減少0%-25%。若用冷軋取向帶，性能更佳，用它代替熱軋帶或低檔次冷軋帶，可減少變壓器電能消耗量45%-50%，且變壓器工作性能更可靠。 用于制造電機(jī)和變壓器。通常，晶粒無取向冷軋帶用作電機(jī)或焊接變壓器等的狀態(tài)；晶粒取向冷軋帶用作電源變壓器、脈沖變壓器和磁放大器等的鐵芯。鋼板規(guī)格尺寸：厚度為0.35、0.50、0.65mm，寬度為800-1000mm，長度為≤2.0m。

·家電用熱軋硅鋼薄板（GBH46002-90）

  家電用熱軋硅鋼薄板的牌號(hào)以J（家）D（電）R（熱軋）表示，即JDR。JDR后數(shù)字為鐵損值*100，橫線后數(shù)字為鋼板厚度（mm）*100。家電用熱軋硅鋼片對電磁性能要求可稍低一點(diǎn)，鐵損值（P15/50）zui低值為5.40W/kg。一般不經(jīng)配洗交貨。用于各種電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、吸塵器、抽油煙機(jī)等家用電器的微分電機(jī)等。

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2.取向硅鋼片

·20年代初，威廉（Williams）對硅鐵中單晶進(jìn)行了研究，得到了在易磁化軸方向um=1400000，認(rèn)為在多晶粒板中在軸向也應(yīng)有*的性能。

·1926年，日本人本多·茅發(fā)現(xiàn)，鐵的結(jié)晶方向zui容易磁化，或者說晶粒立方體棱邊方向是zui易磁化的方向。

·1934年，美國人戈斯（N.P.Goss）在試驗(yàn)室里研制成功取向硅鋼片，他采用冷軋與高溫?zé)崽幚硐嘟Y(jié)合的方法，使硅鋼片中晶粒沿軋制方向有序排列，具有優(yōu)良的磁性。

·1935年，戈斯在《Trans Amer. Soc. Metals》上發(fā)表文章，介紹研究成果，并申請獲得了英國（No.442211）。

·同年，美國Armco公司開始工業(yè)化生產(chǎn)冷軋取向硅鋼片。40年代，美國Armco公司和Allegheny公司都生產(chǎn)出了高質(zhì)量的變壓器用取向硅鋼片。Armco公司的牌號(hào)為Tran-cor（西屋公司稱為Hipersil）；Allegeny公司的牌號(hào)為Silectron（GE公司稱為Corosil）。

·1953年，日本試制成冷軋取向硅鋼片。

·1958年，日本引進(jìn)Armco公司的技術(shù)，開始冷軋取向硅鋼片的工業(yè)化生產(chǎn)，并在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，使日本冷軋硅鋼片的性能達(dá)到世界zui高水平。

·單取向硅鋼片在與軋制方向垂直方向的導(dǎo)磁性能較低，為克服這一缺點(diǎn)，德國真空熔煉公司在40年代發(fā)明了雙取向硅鋼片。

·1957年，美國GE公司和西屋公司也幾乎同時(shí)制成雙取向硅鋼片，60年代日本川崎和八幡工廠也研制成功雙取向硅鋼片。它在軋制方向和垂直方向上的磁性能都與單取向硅鋼片軋制方向的磁性能相近。這種硅鋼片的晶粒呈立方體組織。

·1968年，日本新日鐵工廠開始工業(yè)化生產(chǎn)高導(dǎo)磁密度取向硅鋼片，它的商用名是“OrientcoreHi-B”，簡稱“Hi-B”；1972年，開發(fā)出大晶格高導(dǎo)磁取向硅鋼片；1981年又進(jìn)而開發(fā)出小晶格高導(dǎo)磁取向硅鋼片；1982年，日本開始生產(chǎn)表面激光照射處理（ZDKH）的高導(dǎo)磁取向硅鋼片，進(jìn)一步降低了鐵損。

·1988年，日本又開發(fā)出采用機(jī)械方法形成微小應(yīng)力法（ADMH）的高導(dǎo)磁取向硅鋼片。日本新日鐵公司取向硅鋼片的發(fā)展見。50年代，幾個(gè)國家單取向硅鋼片的性能。

·1955-1975年間，日本取向硅鋼片及無取向硅鋼片的質(zhì)量變遷。1880～1970年間，鐵心鋼片鐵損的下降曲線。

·冷軋硅鋼片分晶粒無取向和晶粒取向兩種鋼帶。

  晶粒無取向冷軋帶通常用作電機(jī)或焊接變壓器等的鐵芯；

  晶粒取向冷軋帶用作電源變壓器、脈沖變壓器和磁放大器等的鐵芯。

  冷軋取向薄硅鋼帶是將0.30或0.35mm厚的取向硅鋼帶，再經(jīng)酸洗、冷軋和退火制成。而冷軋無取向硅鋼片是將鋼坯或連鑄坯熱軋成厚度約2.3mm帶卷。

  冷軋電工鋼帶具有表面平整、厚度均勻、疊裝系數(shù)高、沖片性好等特點(diǎn)，且比熱軋電工鋼帶磁感高、鐵損低。用冷帶代替熱軋帶制造電機(jī)或變壓器，其重量和體積可減少0%-25%。若用冷軋取向帶，性能更佳，用它代替熱軋帶或低檔次冷軋帶，可減少變壓器電能消耗量45%-50%，且變壓器工作性能更可靠。

問題補(bǔ)充：

·晶粒的結(jié)構(gòu)不一樣:

取向硅鋼晶粒是有序排列，無取向硅鋼的晶粒是無序排列。

無取向硅鋼主要用在電機(jī)、壓縮機(jī)、大型水輪發(fā)電機(jī)組等設(shè)備的定子和轉(zhuǎn)子。

取向硅鋼一般用在變壓器鐵芯、部分電機(jī)。

·發(fā)電機(jī)和變壓器對硅鋼片的要求是一樣的:都是要求鐵損低,磁化特性好,疊片系數(shù)高等,但變壓器一般用有取向硅鋼片。

·發(fā)電機(jī)用無取向硅鋼片,辨別有取向矽鋼片有兩種方法：

  眼觀法：有取向矽鋼片是灰白色；

  手折法：拿一片矽鋼片用手折兩下，有取向的會(huì)掉灰白色的渣，而且反復(fù)折兩到三次就會(huì)斷，無取向矽鋼片就是折十下都很難折斷。