1、 30XQ120及30Q130適用于S9 ,S10,S11A,S11B(必要結構調整)，適用種類為干式變壓器，油浸變壓器。同板差是指在一塊鋼板上厚度的偏差，是指測厚儀測量一塊鋼板的實際厚度值與實際厚度平均值的差，英文簡稱In bar。同板差是指在一塊鋼板上厚度的偏差，指在同一張鋼板上任意兩點之間的厚度差的最大值。同板差就是根據縱向厚度和橫向厚度兩種檢驗結果確定的。它是檢驗同一張鋼板上厚度差是否符合公差標準要求的一項指標。在生產中板帶鋼的厚度是根據其中心點處的厚度波動加以控制的，出廠時也只作縱向厚度檢驗。對于軋后還要進行焊接或繼續加工的鋼板，如造船、鍋爐、橋梁及沖壓用鋼板等，除了作縱向厚度檢驗外

2、，還要作橫向厚度檢驗。1同一張鋼板上任意兩點之間的厚度差的最大值使用測厚儀測幾個點后（點的數量越多當然越精確），用最大值減去最小值得出的差值1.硅鋼基礎知識（含義、分類、牌號表示方法、涂層）硅鋼silicon steel 含硅量0.54.8的鐵硅合金。是電工領域廣泛使用的一種軟磁材料。電工用硅鋼常軋制成標準尺寸的大張板材或帶材使用，俗稱硅鋼片，廣泛用于電動機、發電機、變壓器、電磁機構、繼電器電子器件及測量儀表中。 硅是鋼的良好脫氧劑，它與氧結合，使氧轉變為穩定的不為碳還原的SiO2，避免了因氧原子摻雜而使鐵的晶格畸變。硅在鐵中成為固溶體后使電阻率增加，同時有助于將有害雜質碳分離出來。因此，一般

3、含雜質的鐵加入硅后能提高磁導率、降低矯頑力和鐵損。但含硅量增加又會使材料變硬變脆，導熱性和韌性下降，對散熱和機械加工不利，故一般硅鋼片的含硅量不超過4.5。 硅鋼片分冷軋、熱軋兩種，使用較多的是冷軋硅鋼片。冷軋硅鋼片沿軋制方向有優良的磁性能，不僅在強磁場中具有高飽和磁通密度和低鐵損，而且在弱磁場中也有良好的磁性(初始磁導率大)。這是由于冷軋工藝過程使鋼片中雜質含量降低，并在鋼片中造成粗大晶粒，致使磁導率增大，磁滯損耗減小。硅鋼分類：熱軋硅鋼片： 熱軋硅鋼片是將Fe-Si合金用平爐或電爐熔融，進行反復熱軋成薄板，最后在800-850退火后制成。熱軋硅鋼片主要用于發電機的制造，故又稱熱軋電機硅鋼片

4、，但其可利用率低，能量損耗大，近年相關部門已強冷要求淘汰。冷軋無取向硅鋼片：冷軋無取向硅鋼片最主要的用途是用于發電機制造，故又稱冷軋電機硅鋼。其含硅量0.5%-3.0%，經冷軋至成品厚度,供應態多為0.35mm和0.5mm厚的鋼帶。冷軋無取向硅鋼的Bs高于取向硅鋼；與熱軋硅鋼相比，其厚度均勻，尺寸精度高，表面光滑平整，從而提高了填充系數和材料的磁性能。冷軋取向硅鋼片： 冷軋取向硅鋼帶最主要的用途是用于變壓器制造，所以又稱冷軋變壓器硅鋼。與冷軋無取向硅鋼相比，取向硅鋼的磁性具有強烈的方向性；在易磁化的軋制方向上具有優越的高磁導率與低損耗特性。取向鋼帶在軋制方向的鐵損僅為橫向的1/3，磁導率之比為

5、6：1，其鐵損約為熱軋帶的1/2，磁導率為后者的2.5倍。硅鋼片牌號表示方法： DR510-50表示鐵損值.由公稱厚度(擴大100倍的值)+代號A+鐵損保證值(將頻率50HZ,最大磁通密度為1.5T時的鐵損值擴大100倍后的值) DR510-50表示鐵損值為5.1,厚度為0.5mm的熱軋硅.特點:鋁的密度小,比重為2.7,約為銅的1/3;導電性,導熱性,塑性,冷韌性都好 冷軋無取向硅鋼帶（片） 表示方法：DW+鐵損值（在頻率為50HZ，波形為正弦的磁感峰值為1.5T的單位重量鐵損值。）的100倍+厚度值的100倍。 如DW470-50 表示鐵損值為4.7w/kg，厚度為0.5mm的冷軋無取向硅

6、鋼，現新型號表示為50W470。 （2）冷軋取向硅鋼帶（片） 表示方法：DQ+鐵損值（在頻率為50HZ，波形為正弦的磁感峰值為1.7T的單位重量鐵損值。）的100倍+厚度值的100倍。有時鐵損值后加G表示高磁感。 如DQ133-30表示鐵損值為1.33，厚度為0.3mm的冷軋取向硅鋼帶（片），現新型號表示為30Q133。 （3）熱軋硅鋼板 熱軋硅鋼板用DR表示，按硅含量的多少分成低硅鋼（含硅量2.8%）、高硅鋼（含硅量2.8%）。 表示方法：DR+鐵損值（用50HZ反復磁化和按正弦形變化的磁感應強度最大值為1.5T時的單位重量鐵損值）的100倍+厚度值的100倍。如DR510-50表示鐵損值為

7、5.1，厚度為0.5mm的熱軋硅鋼板。家用電器用熱軋硅鋼薄板的牌號用JDR+鐵損值+厚度值來表示，如JDR540-50。 2、日本牌號表示方法： （1）冷軋無取向硅鋼帶 由公稱厚度（擴大100倍的值）+代號A+鐵損保證值（將頻率50HZ，最大磁通密度為1.5T時的鐵損值擴大100倍后的值）。 如50A470表示厚度為0.5mm，鐵損保證值為4.7的冷軋無取向硅鋼帶。 （2）冷軋取向硅鋼帶 由公稱厚度（擴大100倍的值）+代號G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+鐵損保證值（將頻率50HZ，最大磁通密度為1.7T時的鐵損值擴大100倍后的值 ）。如30G130表示厚度為0.3mm，鐵損保證值為

8、1.3的冷軋取向硅鋼帶。涂層： 取向硅鋼表面絕緣涂層分成有機涂層、無機涂層和半無機涂層三大類。無機涂層的基本成分是磷酸鹽涂料 和磷酸鋁基涂料 中添加膠態二氧化硅、氧化鎂和硼酸。無機涂層具有良好的耐熱和焊接性能，但其沖制性和粘結性不佳。半無機涂層基本成分為磷酸鹽、鉻酸鹽、乳膠樹脂溶液、彌散促進劑和表面活性劑，其中彌散促進劑和表面活性劑對涂層的質量具有重要作用。半無機涂層具有良好的沖制性和粘結性，但其耐熱性和焊接性不及無機涂層。A涂層 A涂層為半有機薄涂層，具有優良的沖片性、耐腐蝕性、耐氟利昂性以及高層間電阻，尤其是焊接性能，適應于中、小型電機、家用電器 馬達及小型變壓器EI鐵芯，相當于川鐵的A1

9、涂層及武鋼的T4涂層。H涂層H涂層為半有機厚涂層，具有優良的沖片性、耐腐蝕性、耐氟利昂性以及高層間電阻，適應于中、小型電機。相當于川鐵的A1涂層及武鋼的T4涂層。D涂層 D涂層為無機涂層，這種涂層具有優良的焊接性和耐熱性，適應于中、小電機，尤其適應在較高溫度下進行消除應力退火使用。相當于AISI的C-4涂層及武鋼的T3涂層。 除非特殊說明，鋼種設計的表面絕緣涂層均為A涂層。變壓器由于鐵芯而造成的能量損耗稱為鐵損，鐵損包括兩部分，磁滯損耗和渦流損耗磁滯損耗是由于鐵芯在反復磁化過程中，“內摩擦”而造成的損耗，它與鐵芯材料的性質（導磁率，矯頑力）有關渦流損耗是由于鐵芯中產生的感生電流-渦電流產生焦耳

10、熱而造成的損耗，采用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊成的鐵芯可以大大減少渦流損失鐵損的大小除與鐵芯本身有關外，還與電源電壓的大小有關當電源電壓一定時，鐵損基本上是恒定量，與負載電流的大小、性質無關，因此鐵損基本上等于它的空載損失1、 日本硅鋼帶新老牌號對照表（取向）老牌號厚度比重鐵損磁感應強度JISC2552-1975新日鐵川崎mmg/cm31.5T/50HZB50G10Z10RG100.357.651.511.77G11Z11RG110.357.651.661.74新牌號厚度比重鐵損磁感應強度JISC2552-1975新日鐵川崎mmg/cm31.5T/50HZB5035G14535Z14535RG14

11、50.357.651.451.7835G15535Z15535RG1550.357.651.551.7835G16535Z16535RG1650.357.651.651.75(.00378.)無取向硅鋼新老牌號對照 .冷軋無取向硅鋼帶 老牌號厚度比重鐵損磁感應強度JISC2552-1975新日鐵川崎mmg/cm31.5T/50HZB50S12H12RM120.57.653.601.6S14H14RM140.57.654.01.61S18H18RM180.57.654.71.64S20H20RM200.57.755.41.65S23H23RM230.57.756.21.66S30H30RM300

12、.57.858.01.69S40H40RM400.57.8510.51.69S50H50RM500.57.8513.01.69S60H60RM600.57.8515.51.69新牌號厚度比重鐵損磁感應強度JISC2552-1975新日鐵川崎mmg/cm31.5T/50HZB5050A31050H31050RM3100.57.653.11.650A35050H35050RM3500.57.653.51.650A40050H40050RM4000.57.654.01.6150A47050H47050RM4700.57.74.71.6250A60050H60050RM6000.57.756.01.6

13、550A70050H70050RM7000.57.87.01.6850A80050H80050RM8000.57.88.01.6850A100050H100050RM10000.57.8510.01.6950A130050H130050RM13000.57.8513.01.69(.00378Z01.)2、硅鋼牌號功能表硅鋼牌號功能表 (.00378Z01.)3、電工硅鋼片對絕緣涂層的要求硅鋼片 絕緣涂層 要求 (1)層間電阻高； (2)耐熱性和耐蝕性好，能在高溫和具有腐蝕性環境下工作 (3)粘附性好，在沖剪或彎曲加工中不易剝落； (4)加工性好，涂層對沖模磨損要小，能起潤滑作用； (5)對鋼板

14、表面有一定張力，減小磁致伸縮而引起的噪聲； (6)涂層必須薄而均勻，提高充填性能。 目前使用的絕緣涂層有兩種：一是磷酸一鉻酸系涂層，涂層液為深橙黃色的透明液，使用溫度為7080，層間電阻為550 cm2片；另一種是樹脂和鉻酸系涂層，涂層液為乳黃色黏液，使用溫度小于30，層間電阻與前一種相同。 取向硅鋼涂隔離層，主要是涂氧化鎂，目的是防止在高溫退火時鋼板粘結，并與二氧化硅(Si02)生成硅酸鎂底層，還有脫硫的作用。在氧化鎂涂層中加入375(質量分數)的氧化鈦(TiO2)，能改善鋼板的脆性和硅酸鎂底層的質量。特別對于含鋁的取向硅鋼，在高溫退火時Ti02具有抑制鋼中的鋁破壞二氧化硅層的作用4、某些元

15、素對硅鋼性能的影響摘要介紹了硅鋼中某些元素對其性能的影響，并扼要分析了某些元素對硅鋼性能影響的機制。其中碳是引起硅鋼發生磁時效的重要元素之一，隨著硅鋼中碳含量的增加，其鐵損增加；而硅含量增加能顯著降低硅鋼鐵損。磷、鋁、銅是主要雜質元素，但適量的磷可提高硅鋼的防銹能力。錫和銻均是表面活性元素，它們可使硅鋼最終退火織構中111面組分減少，100和110面組分增加，從而降低硅鋼鐵損，提高其磁感應強度。關鍵詞硅鋼合金元素鐵損磁感應強度INFLUENCE OF SOME ELEMENTS ON THE PROPERTIESOF SILICON STEELCHU ShuangjieQU BiaoDAI Y

16、uanyuan(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

17、,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 Pmay improve the antirust property of silicon steel.Sn and Sb are surface active elements,they might reduce component of 111and increase 100a

18、nd 110component in texture of silicon steel,thus decrease theiron loss of the silicon steel and increase the magnetic flux density.KEY WORDSsilicon steel,alloying element,iron loss,magnetic flux density從節能觀點看，時代的趨勢是提高電氣設備的效率，其手段之一是改進電機鐵芯所用的電磁鋼板的磁性，也就是說，對低鐵損、高磁通密度的硅鋼要求日益強烈。硅鋼和其它金屬材料一樣，其磁性性能主要由其內部組織結構

19、所控制，眾所周知，組織結構的確立又與其合金元素密切相關，織構、金屬間化合物的形成及析出，合金元素的偏析等將對硅鋼的鐵損和磁感應強度產生重要影響。硅鋼的牌號不同，其化學組成也不同，但其基本組成包括三大類元素。第一類為其基本合金元素即：C、Si、Mn等；第二類為雜質元素：P、Al、S、N、B、Cu等；第三類為特殊用途合金元素如：Sb、Sn等。1基本合金元素的作用1.1碳元素首先應考慮硅鋼中含碳引起的嚴重現象，若成品中殘留碳，則出現磁時效，磁時效的發生取決于碳含量。如果磁時效在馬達或其它電氣設備中產生，那么鐵損值就可增加到初始值的二倍，設備就會受到損壞，因此碳對軟磁材料的磁性極為有害。碳會增大-Fe

20、的矯頑力，加大磁滯損失，降低磁感應強度，所以高級優質硅鋼片中碳含量要求在0.020 %，甚至0.010 %以下。一般說來1，碳對磁性的影響程度隨鋼中硅含量的不同而不同；碳存在的形態不同，對磁性的影響也不同。有人認為2晶界上滲碳體對磁性影響較晶粒內部小，但會使硅鋼片塑性顯著變壞。碳使硅鋼片磁導率降低，而且又是形成磁時效的主要元素之一。Ueno K等人采用不同硅含量的各種牌號無取向電工鋼，在150 下時效30000 h，通過調整殘留碳量研究最終產品的鐵損。圖1所示是硅含量為0.3 %的無取向硅鋼的鐵損(p15/50)隨碳含量的變化3。當碳含量為0.0045 %時，時效1000 h后，鐵損增加20

21、%，而時效時間從1000 h增加到10000 h，不管殘留碳多少，鐵損均不發生變化，但時效后的鐵損仍隨殘留碳量增加而增大。圖 1不同殘留碳量硅鋼的鐵損增加與時效時間的關系Fig.1Relation between the iron loss increment and aging time for different residual carbon content圖2表示硅含量分別為3.0 %、2.0 %和0.3 %三種無取向電工鋼由于時效引起的鐵損最大增量與殘留碳量的關系3，由圖可知，時效現象幾乎和硅含量無關，鐵損劣化速度僅與殘留碳量有關。1.2硅的作用硅能顯著減少硅鋼內的渦流損失，從而總鐵

22、芯損失減少(表1)。硅還可以提高相圖中A3線和降低A4線臨界溫度，在Fe-Si相圖中形成閉合的-圈。當含2.5 %15 %Si時為單相-Fe。所以高硅硅鋼片多經高溫退火來使組織均勻，晶粒粗化，夾雜聚集。硅可以減少晶體各向異性，使磁化容易，磁阻減少。硅對電阻率及其它固有磁性的影響如圖3所示3。硅能顯著提高-Fe比電阻，因而減少渦流損失。在強磁場作用下，硅使硅鋼片的磁導率下降。圖 2鐵損最大增量與殘留碳量的關系Fig.2Relation between the maximum increment of the iron loss and the residual carbon content 還能

23、減輕鋼中其它雜質的危害，使碳石墨化，降低對磁性的有害影響。硅和氧有強親和力，起脫氧作用。硅可減少碳、氧和氮在-Fe中脫溶引起的磁時效現象。硅還能與氮化合成氮化硅，硅高時氮在鋼中的溶解度可降低。表 1硅含量對各種損失的影響Table 1Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of losses1 T下損失/W*kg1鋼中硅含量/%0.51.02.54.0磁滯損失(ph)2.201.901.681.06渦流損失(pe)1.150.780.380.16總鐵芯損失(p10)3.352.682.061.22圖 3硅含量對硅鋼電阻率和

24、其它固有磁性的影響Fig.3Effect of silicon content in the silicon steel on resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties 硅除對電工鋼上述有利作用外，硅也會使鋼變脆。目前已研究成功含硅6.5 %的硅鋼片，高硅硅鋼導熱性低，鋼帶冷卻和加熱時容易發生內裂。隨著硅含量的增加，硅鋼片的硬度也隨之升高，且易氧化生銹，在其表面形成氧化膜，結果導致硅鋼用戶沖片用的模具變得容易損壞。1.3錳的作用新日本鋼鐵會社研究了非常潔凈的低硅高錳鋼，試驗發現，高的錳含量可以改善晶體結構

25、，加1.0 %Mn后，帶鋼晶體組織中(100)和(110)晶面增加，(111)晶面減少，磁性顯著改善。一般認為4，過多的錳會對磁性產生有害的影響，這是因為它使織構變壞，并且形成不需要的沉淀物MnS，但當在生產過程中，利用十分潔凈的鋼，就可以使錳對織構控制起有利作用。另外，錳是防止熱脆不可缺少的元素，其含量應控制在0.1 %以上，錳會提高碳在鐵中的溶解度，擴大相區，與碳化合成滲碳體，故錳的含量也不宜過高，一般不超過1.5 %。2雜質元素的影響4，52.1磷元素低碳電工鋼板主要用來制造微電機(1 kW)和小型電機(100 kW)。由于這種材料比較軟，沖片性能差，因此常加入磷(0.08 %0.15

26、%)來強化鐵素體，提高硬度，改善沖片性。磷會增加硅鋼的冷脆性，使冷加工困難，原因是在晶界處形成脆的磷化鐵。在室溫時鋼中相可溶解1.2 %的磷，呈置換固溶體。磷會改變鐵原子間結合力和激活能，故對再結晶過程和晶粒長大有影響。磷的影響超過同樣硅含量影響的45倍，磷還可以提高比電阻，降低渦流損失；由于磷促使晶粒增大，故亦可使矯頑力和磁滯損失降低。隨磷含量增加，在弱和中磁場下的磁感應強度提高；而在強磁場下，由于磷使晶粒粗化而磁感應強度(B100)略有減少。同時，磷是一種界面活性元素，偏聚于晶界會導致嚴重的晶界脆化，從而使成品鋼板變得極脆。2.2鋁元素鋁的作用與硅相近，可以提高鋼的比電阻，減少鐵芯損失(圖

27、4)，并降低磁感應強度，鋁含量達到一定數量會使晶粒粗化并促使碳石墨化。 鋁還能減少鋼中氧含量，減少磁時效現象。鋁使相區縮小。雖然鋁對磁性有利，但鋼中鋁氧化物又會使磁性變壞。鋁又是冷軋硅鋼脫氧所需成分，加鋁還可獲得高純度鋼，使鋼可連續澆注。圖 4鋁對硅鋼鐵芯損失的影響Fig.4Effect of Al content in the silicon steelon the iron core loss 鋁和硅一樣，能使材料變脆，鋁含量大于0.5 %時硅鋼變脆更見突出，但與高硅鋼比較則仍顯有較好的塑性。有人試以Fe-Al-Mn合金作變壓器鋼片，鋁的含量2倍于錳，在3.52 %6.45 %范圍，電磁性

28、能與含4 %Si的硅鋼相近，但塑性明顯優于后者。鋁含量太高的其它有害影響是大的長條形鋁化合物析出相在晶界上形成會阻礙晶粒粗化5。2.3銅元素小于0.7 %的銅溶于-Fe中，會促使碳石墨化，對磁性無大影響；硅鋼含0.5 %Cu時，防銹能力可提高15倍，故硅鋼中有時故意加入銅。硅鋼中含銅大于0.7 %時，在熱軋過程中會形成大量(CuMn)1.8S和(Mn,Cu)S質點，使硅鋼矯頑力和磁滯損失增加并使鋼變脆。一般硅鋼銅含量控制為0.2 %0.3 %。2.4氮、硫、硼等合金元素的作用無論是全硬鋼、全加工或半加工硅鋼，氮對磁性都有害。氮是通過生成有害的AlN沉淀發生影響的。表2列出了含1.3 %(SiA

29、l)的脫碳半加工硅鋼在1.5 T下測定的磁性。當氮含量從0.006 %降至0.002 %時，其鐵損與磁導率都可進一步改善。表 2脫碳半加工硅鋼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/%鐵損/W*kg1磁導率/4107 H*m1晶粒尺寸/m0.0021.1425001200.0061.23220090 硫在硅鋼中對磁性有害影響均與基體中

30、存在硫化錳的微細質點及晶界上存在自由硫有關。計算指出，當硫在0.005 %0.030 %范圍內，對于含0.3 %Mn、0.6 %Si和0.2 %Al的半加工硅鋼，每增加0.02 %S可使鐵損提高0.33 W/kg。硼加到半加工鋁鎮靜電工鋼中，可以抑制退火時的AlN沉淀。因為在退火時所生成的AlN沉淀會抑制某些結晶方向的晶粒長大，從而產生對磁性不利的織構。硼與氮結合成為氮化硼，在熱軋時沉淀于奧氏體中。若硼超過0.003 %，則對磁性有害，這是因為又生成另一些含硼的化合物(如F23(BC)6)，使晶粒細化。 3特殊用途的合金元素3.1錫元素的作用近幾年，大量研究工作證明，在高磁感取向硅鋼中加入0.

31、05 %0.10 %Sn可明顯改善磁性610。多數學者認為，錫可在第二相質點MnS和AlN(稱為抑制劑)與基體界面處偏聚，阻礙它們的Ostwald長大，使其更加細小、彌散，從而增強對晶粒正常長大的抑制能力，減小初次晶粒尺寸，在最終高溫退火后得到更完善的110001二次再結晶組織，提高了取向度和磁性；此外錫還使常化退火時相的分布更均勻，常化后珠光體的分散更均勻，從而增大了鐵素體晶粒尺寸，冷軋時形成更多的形變帶，使二次晶粒尺寸減小，鐵損進一步降低。由于錫是一種表面活性元素，因此亦有可能在最終高溫退火的升溫階段在晶界發生偏聚，加強對晶粒正常長大的抑制能力，減小初次晶粒尺寸，從而起到輔助抑制劑的作用。

32、何忠治等人7研究了錫元素對硅鋼二次再結晶的影響。根據其試驗結果可知：從550 開始錫在取向硅鋼中的晶界偏聚濃度隨溫度的升高而下降，在二次再結晶起始溫度950 ，錫在晶界仍有一定的偏聚量；錫在取向硅鋼中的晶界偏聚行為與純鐵中相似，沒有表現出多元系統中各元素間發生強烈交互作用時的典型特征，但由于取向硅鋼的初步再結晶織構較強，數據的分散度明顯高于純鐵的情況；錫通過在取向硅鋼中的晶界偏聚起了輔助抑制劑的作用，并可降低二次再結晶溫度，這些均有利于發展更完善的110001二次再結晶，增大二次再結晶晶粒尺寸，提高磁性。3.2銻元素的作用已有若干篇論文討論了銻對無取向電工鋼板性能的作用，發現銻的添加對含1%2

33、 %Si和0.3 %Al鋼的能耗具有有益的影響。Shimanaka等11指出，在無取向Fe-1.85 %Si合金中加入0.01 %0.08 %Sb，可使最終退火織構111組分減少，100組分增加，且隨著銻含量的增加，織構的這種變化更加顯著；在冷軋無取向硅鋼的再結晶退火過程中，111位向晶粒容易在晶界附近形核。由于銻是一種界面活性元素，易在晶界偏聚，因而阻礙了111位向晶粒在晶界附近的形核。Lyudkovsky12采用離子散射譜(ISS)和反極圖技術研究了Fe-1 %Si無取向硅鋼中加入0.09 %Sb后的晶粒尺寸、硬度及織構的變化情況，得出結論：銻能夠促進對材料磁性有利的織構組分的形成，在再結

34、晶之前，含銻與不含銻硅鋼在織構上便已經有了區別，對于含銻硅鋼，最終退火時無論是否脫碳，110和100組分強度均顯著提高，同時112組分強度明顯降低；與不含銻硅鋼相比，含銻硅鋼在1.5 T下磁導率提高100 %，在1.7 T下磁導率提高30 %，另外，鐵損(p15/60)下降約11 %，這些性能上的提高是由于含銻硅鋼具有較好的織構和較大的晶粒尺寸；含銻硅鋼具有較大尺寸的原因可能是由于具有100和110位向的晶粒邊界遷移性提高，尤其是這些晶粒長大到111位向區域時。F.Vodopivce等11研究發現，(111)面極點密度的最高值出現在銻含量最低時，然后隨著銻含量增加其值逐漸降低，當銻含量增至0.

35、05 %時(111)面極點密度約為一定值。(100)面與(110)面軸密度在銻含量約為0.05 %時出現最高值4結語(1) 碳是引起硅鋼發生磁時效的重要元素之一，隨著硅鋼中碳含量的增加，其鐵損增加；而硅能顯著減少硅鋼內的鐵損，但硅含量過高會使硅鋼變脆，并且難以實現軋制變形。(2) 硅鋼中雜質合金元素磷主要用來提高硅鋼的沖片性 ，但磷是一種界面活性元素，偏聚于晶界會導致嚴重的晶界脆化。鋁可減少硅鋼鐵芯損失，但降低磁感應強度，且鋁含量高時會使硅鋼變脆。銅可顯著提高硅鋼的防銹能力。氮、硫元素對硅鋼性能總是有害的。(3) 錫和銻均是表面活性元素，可使硅鋼最終退火織構中111組分減少，100組分和110

36、組分增加，從而降低硅鋼鐵損，并提高其磁感應強度。參考文獻1冶金工業部鋼鐵研究院.合金鋼手冊.北京：中國工業出版社，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 Conditio

37、n 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河面彌吉郎.一方向電磁鋼板

38、二次再結晶添加冷間壓延時時件影響.鐵鋼，1993，79(10)：975.7趙宇，何忠治.電工鋼中晶界偏聚.鋼鐵研究學報，1995，7(1)：66.8高島邦秀.日本公開特許公報，昭和53-134722.9中島正三郎.The Effect of Reduction of Cold Rolling on Secondary Recrystallization of Non-oriented Silicon Steel.鐵鋼，1983，69(5)：S601. 10小松肇.Anisotropy in the Magnetic Induction Derived From the Texture of N

39、on-oriented Electrical Steel Sheets.鐵鋼，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

40、.儲雙杰瞿標戴元遠5、變壓器的作用在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。 2、在電路中，變壓器表示符號為： 3、技術參數： 對不同類型的變壓器都有相應的技術要求，可用相應的技術參數表示。如電源變壓器的主要技術參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對于一般低頻變壓器的主要技術參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。 a、電壓比： 變壓器

41、兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生感應電動勢。當N2N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2 式中n稱為電壓比(圈數比)。當nN2，V1V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。 b、變壓器的效率： 在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即式中為變壓器的效率；P1為輸入功率，P2為輸出功率。 當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時，效率等于100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損

42、。 銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。 變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。 變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系，通常功率越大，損耗

43、與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低6、變壓器生產對硅鋼片質量要求的控制方案變壓器生產對硅鋼片質量要求的控制方案第一步：采購前對硅鋼片的檢驗由硅鋼片供應商按要求提供硅鋼樣品及相應牌號的數據，如P1.0，P1.5，P1.7等。采用MATS-2010M硅鋼測量裝置對供應商提供的樣片進行測量，以確定樣片的性能是否與供應商提供的數據相同。如供應商不能提供數據，則有自己廠的技術部來確定樣片是否合格。采用25cm愛潑斯坦方圈測試硅鋼片時，準確度優于1%。 第二步：采購時對硅鋼片把關為了避免供應商在供貨時偷梁換柱，采購時的現場檢測很有必要。采用ATS-100M硅鋼片鐵損測量儀進行現

44、場檢測：以上面測得的樣片為標準，測試P1.7的值。抽檢實際的供貨，與樣片數據作比對，即可判斷供貨是否與樣片一致。ATS-100M測試硅鋼片的重復性為1%，準確度為5%，能滿足現場檢測的要求。比對測試時，ATS-100M要求被測硅鋼片的尺寸必須大于2cm5cm。 第三步：采用ATS-100M分選沖好的硅鋼片質量較差的硅鋼片，在同一片上，不同區域的鐵損可能都相差較大。為了對產品質量進行更精確的控制，還需要對沖好的硅鋼片進行分類。使用ATS-100M可以很好地滿足要求，1%的重復性可以正確地區分硅鋼片的優劣。分類測試時，ATS-100M要求被測硅鋼片的長度大于2cm即可。第四步：采用MATS-201

45、0M直接測量鐵心的磁化曲線和損耗曲線，可作為設計變壓器的依據。工程技術人員可根據磁化曲線確定鐵心的工作點，根據損耗曲線可計算鐵心在工作點的發熱。 ATS-100M硅鋼片鐵損測量儀是參照國標GB/T13789-92中的測量方法，采用單片機控制技術和A/D、D/A相結合，內置正弦波勵磁電源，直接顯示鐵損Ps值（W/kg）。適用于測量各種厚度的冷軋取向、無取向和熱軋的硅鋼片；測試結果不含銅損，確保鐵損測量更真實；測試時保持磁通Bs正弦，有效消除諧波影響；測試探頭加入空氣磁通補償線圈，確保測試結果更準；可根據測試數據，采用手工描在坐標紙上繪出Ps-B損耗曲線，進行材料對比。主要特點 供電方式 交流22

46、0V10% 50Hz，1A顯示方式 4位LED數字顯示測試頻率 50Hz、60Hz自由選擇磁感設定范圍 Bs1：0.51.0TBs2：1.01.5TBs3：1.51.9T厚度設定范圍 0.100.50mm硅鋼片尺寸要求 40mm40mm，表面平整測試重復性 1%測試準確度 5%（按方圈樣品折算到方圈的測試結果）顯示刷新率 6次/秒外形尺寸 金屬機箱：23590330mm（寬高深）MATS-2010M硅鋼測量裝置 自動測量軟磁（硅鋼）材料在50Hz、60Hz、400Hz和1kHz條件下的動態磁滯回線，準確測量振幅磁導率a、損耗角、比總損耗Ps、剩磁Br、矯頑力Hc等動態磁特性參數。 采用Wind

47、ows測量軟件，使用方便。產品符合中國國家標準GB/T3655-92、GB/T13789-92和國際標準IEC60404-6的規定。 通過計算機控制和A/D采樣，取代傳統的模擬電源（橋）、頻率表、電流表、電壓表和功率表，整個測試過程自動完成。主要特點測試樣品的種類：熱軋、冷軋取向和無取向的硅鋼材料、坡莫合金、非晶和納米晶。測試樣品的形狀：帶狀、片狀等開路樣品，環形、E形、U形等閉路樣品。開路樣品采用愛潑斯坦方圈組成閉合磁路，也可以選配磁導計。閉路樣品直接繞線測量，成品變壓器可以直接測量。樣品（鐵心）、磁化線圈（N1）、測量線圈（N2）共同組成一個空載變壓器。磁化線圈回路串接無感電阻,通過測量無

48、感電阻上的壓降來確定磁化電流，得到磁場強度，磁場峰值的鎖定通過數字反饋來實現，磁場鎖定精度為0.5%。通過對測量線圈的電壓進行數字積分來得到磁感應強度，磁感峰值的鎖定通過數字反饋來實現，磁感鎖定精度為0.2%。功率源和采樣放大器集成在一個機箱內，使得裝置的接口非常簡單：一個RS232接口與計算機連接，二路電壓信號接到A/D卡。采用伏安法和數字積分測量動態磁滯回線，可準確測量a、Ps、Br和Hc等動態磁特性參數。自動連續測量多達255個測試點，每個測試點的測試時間約30秒，多點測試時可選擇固定頻率、固定Bm或固定Hm。軟件功能強大，對測試人員的技術要求極低7、變壓器鐵心材料的發展第一節 鐵心用軟

49、磁材料 鐵心是電機、變壓器的重要部件。電機、變壓器鐵心對材料的基本要求是，在一定頻率及磁通密度下具有低的鐵心損耗，和在一定磁場強度下具有高的磁通密度。在電機、變壓器的發展過程中，曾經采用和目前應用的鐵心材料有：1.純鐵、軟鋼和無硅鋼；2.硅鋼片；3.鐵鎳合金（坡莫合金）；4.鐵鋁合金；5.非晶態合金；6.微晶合金。下面分別介紹這些材料的發展情況。純鐵、軟鋼及無硅鋼最早的電機鐵心是直棒形或馬碲形的純鐵棒。1837年，斯特金（W.Sturgeon，17831850）首先用純鐵絲制作電機鐵心。1870年，A.佩勒斯等人首先用軟鐵片制作鐵心。1879年，愛迪生發明軟鋼片疊成的鐵心。 最早的變壓器鐵心（

50、感應線圈鐵心）是用鐵棒做成的，后來又改用鐵絲制作鐵心。1885年，匈牙利崗茨工廠開始采用薄鐵帶作變壓器鐵心；1887年，崗茨工廠出現用軟鐵片疊成的變壓器鐵心。19世紀90年代及以后，用軟鐵片疊成的變壓器鐵心逐漸推廣。同時一些工廠用軟鋼片取代軟鐵片，制成變壓器鐵心。 但是，在19世紀末及20世紀初，用軟鐵或軟鋼制造的鐵心存在三大問題。一是當時薄鐵片（薄鋼片）的價格昂貴，制約了它的推廣；二是鐵心損耗大，發熱嚴重；三是“鐵心老化”問題曾使許多人傷透腦筋，人們發現，電機、變壓器運行一段時間后，鐵心損耗迅速增加，發熱更為嚴重，迫使人們有時不得不更換鐵心或整臺電機、變壓器，這一問題給當時迅速發展的交流系統

51、投下了巨大的陰影。針對“鐵心老化”問題，許多人進行了大量的研究、試驗工作，直到1895年才基本搞清了它的機理，知道影響鐵心老化的主要因素是運行溫度。 總之，由于軟鐵或軟鋼具有導磁性高，矯頑力低、價格低廉、工藝性好等優點，因此在1900年硅鋼片發明前及20世紀初一段時間里，電機、變壓器鐵心多是采用熱軋低碳軟鋼片或電磁純鐵片沖制而成的。但是，軟鐵及軟鋼存在電阻率低、渦流損耗大，特別是“鐵心老化”嚴重等先天不足，因此在硅鋼片實現工業化生產后，逐漸退出了大部分電機及變壓器鐵心領域。盡管如此，人類仍孜孜不倦地對軟鐵、軟鋼進行改進。特別是希奧弗（Cioffi）和因森（Yensen）研究發現，純鐵在高溫氫中

52、進行除雜質處理后可以顯著改善磁性能，使純鐵的u0達到20000，um達到340000。1940年后許多國家又推廣真空冶煉法，改進軋制和熱處理工藝、使軟鐵、軟鋼的性能有所改善，使它們在硅鋼片風行全球的時候仍在某些小型電機變壓器鐵心中有所應用。特別是從50年代末期開始，情況開始發生變化。美、日、蘇、英等從經濟性和實際用途考慮，采用新的冶煉、軋制退火工藝，又開始大力發展冷軋無硅低碳電工鋼片和電磁純鐵電工片。美國從50年代末期開始用無硅電工鋼片取代一般的低硅鋼片，用于生產日用電器、分馬力電機和一部分小電機，1972年，美國無硅鋼片的用量已占電工鋼片總量的50%。蘇聯60年代后開發出O00O300牌號的

53、無硅鋼片，推廣用于小型電機、電器中；英國無硅鋼片發展很快，80年代初的產量與硅鋼片持平；日本無硅鋼片使用較少，一些不太重要的產品則多采用低級硅鋼片。 無硅電工鋼片具有價格低、沖制性能好、磁感高等優點，其最明顯的缺點是損耗太高，從而大大限制了它的應用場合，所在在70年代能源危機后，無硅鋼片的生產又逐漸回落。 2 硅鋼片 1822年，著名瑞典化學家伯爾瑟利烏斯（J.J.Berzelius，17781848）首先制取出了硅（Si）。1889年，英國人巴萊特（W.F.Barett）、布朗（W.Brown）和哈德菲爾德（R.A.Hadfield）開始研究各種二元系和三元系合金的磁性能和電氣性能。他們在研

54、究中發現，在軟鋼中加入硅（Si），可以提高鋼的電阻系數，降低鋼的渦流及磁滯損耗，而且鋼片的衰老現象也有改善。1900年，他們在Sci. Trans.Roy. Dublin Soc.上發表文章，介紹了研究成果，引起人們注意。1903年，美國開始生產這種加有硅的鋼片，并稱它為“Stalloy”（硅鋼片）。同年，德國也開始生產硅鋼片。不久，法國、英國、意大利等也開始生產硅鋼片，蘇聯在1915年、日本在1924年開始生產硅鋼片。 2.1 熱軋硅鋼片 早期硅鋼片是熱軋硅鋼片，含硅量較低，一般Si含量為12%（B級），多用于電動機中。以后硅含量增加，1929年日本開始生產變壓器用T級硅鋼片（Si含量44.5%）。由于早期生產工藝不成熟，硅鋼片的損耗較高。圖1為1932年熱軋硅鋼片的損耗-磁通密度（W-B）曲線。1954年，開始制造采用焊接工藝將硅鋼板焊成卷狀的硅鋼片，從而使連續加工成為可能。 圖1 1932年熱軋硅鋼片的損耗（W）-磁通密度（B）曲線 （B級含Si12%；T級含Si44.5%） 195