Qual è il contenuto dell'acciaio elettrico?
Apr 30, 2024
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L'acciaio elettrico è un materiale ferromagnetico costituito da ferro che contiene quantità variabili di silicio (Si) che vanno dall'1% al 6,5%. Lo sviluppo degli acciai elettrici è stato portato avanti da dispositivi elettrici che richiedono acciai in grado di diminuire la dissipazione del calore, un problema che si traduce in uno spreco di energia. Il ferro è risultato essere l’opzione economicamente più valida, ma le sue impurità non sono ottimali. Si è scoperto che l'aggiunta di silicio aumenta la resistività, migliora la permeabilità e diminuisce la perdita di isteresi. L'acciaio elettrico disponibile in commercio più utilizzato contiene circa il 3,25% di Si poiché un contenuto di silicio più elevato tende a rendere il materiale risultante troppo fragile per la laminazione a freddo. L'acciaio elettrico con il 6,5% di Si ha le proprietà magnetiche ed elettriche più migliorate, ma sono necessari ulteriori processi termomeccanici per superare la sua fragilità e la duttilità limitata.
Proprietà dell'acciaio elettrico
L'aggiunta di silicio nel ferro migliora notevolmente le proprietà fisiche degli acciai elettrici. Gli acciai elettrici hanno le seguenti proprietà desiderabili per supportare la generazione, la distribuzione e il consumo di elettricità:
Elevata permeabilità: maggiore capacità di supportare i campi magnetici
Bassa magnetostrizione: bassa tendenza ad espandersi o contrarsi nei campi magnetici
Elevata resistività elettrica: riduce la perdita del nucleo riducendo la componente di correnti parassite
Perdita di isteresi ridotta: una perdita di isteresi ridotta significa meno energia sprecata sotto forma di calore derivante dalla forza magnetizzante alternata
Tipi di acciaio elettrico
Acciaio elettrico completamente lavorato non orientato
L'acciaio elettrico non orientato e completamente lavorato presenta livelli di silicio variabili che vanno dallo 0,5% al 3,25% di Si. Ha proprietà magnetiche uniformi in tutte le direzioni. Questo tipo di acciaio elettrico non necessita di processi di ricristallizzazione per sviluppare le sue proprietà. Le leghe a basso contenuto di silicio forniscono una migliore permeabilità magnetica e conduttività termica. Per i gradi di alta lega si prevedono prestazioni migliori alle alte frequenze, con perdite molto basse. Questo tipo è eccellente per circuiti magnetici in motori, trasformatori e alloggiamenti di sistemi elettrici. Questo tipo completamente lavorato presenta difficoltà di punzonabilità a causa del processo di ricottura completato. Vengono aggiunti rivestimenti organici per migliorare la lubrificazione nel processo di punzonatura.
Acciaio elettrico semilavorato non orientato
Gli acciai elettrici semilavorati non orientati sono in gran parte acciai non legati al silicio e vengono ricotti a basse temperature dopo la laminazione finale a freddo. L'utente finale, tuttavia, deve fornire la ricottura finale di distensione in base all'applicazione prevista dell'acciaio. La punzonabilità di questo tipo di acciaio elettrico è migliore rispetto al tipo completamente lavorato non orientato, quindi non sono necessari rivestimenti organici. I gradi semilavorati non orientati sono ottimi materiali per nuclei di piccoli rotori, statori e piccoli trasformatori di potenza.
Acciaio elettrico a grani orientati
Gli acciai elettrici a grani orientati sono composti da ferro con un contenuto di Si del 3% con grani orientati per garantire elevata permeabilità e bassa perdita di energia. I gradi a grani orientati hanno forti proprietà cristallografiche. Questo tipo subisce un processo di ricristallizzazione che dà luogo ad una struttura dei grani migliorata che presenta migliori proprietà magnetiche nella direzione di laminazione della lamiera. Gli acciai a grani orientati sono utilizzati principalmente per applicazioni non rotanti, come i trasformatori.
