Wat is elektrisch staal?
Elektrisch staal is een speciaal type staallegering dat is ontworpen voor gebruik bij de productie van elektromotoren, transformatoren en andere elektrische apparatuur. Het is vervaardigd uit een combinatie van ijzer en silicium, waardoor het een unieke reeks eigenschappen heeft die het ideaal maken voor gebruik in elektrische componenten.
In tegenstelling tot gewoon staal is elektrisch staal ontworpen om zeer geleidend te zijn, wat betekent dat het elektriciteit efficiënt kan transporteren. Dit maakt het tot een essentieel materiaal voor elk apparaat dat elektriciteit nodig heeft, zoals motoren en transformatoren.
De eigenschappen van elektrisch staal
Elektrisch staal is een legering van ijzer en koolstof
Elektrisch staal is een sterke, lichtgewicht legering die voor veel toepassingen kan worden gebruikt. Het heeft een hoge elasticiteitsmodulus, waardoor het sterk maar toch taai genoeg is om in verschillende vormen te worden verwerkt. Het heeft een hoge soortelijke weerstand en magnetische permeabiliteit, en is niet-magnetisch, zodat het de elektriciteit niet verstoort. Het heeft een lage thermische uitzetting, wat betekent dat het niet gemakkelijk uitzet of samentrekt bij temperatuurveranderingen, zoals andere metalen dat doen. Wanneer het metaal snel wordt afgekoeld in water of olie, wordt het veel harder dan wanneer het langzaam wordt afgekoeld bij kamertemperatuur.
Het heeft een hoge magnetische permeabiliteit
Het wordt veel gebruikt in de afscherming van elektromagnetische interferentie en magnetische kernen. Elektrisch staal heeft ook een hoge elektrische weerstand en diëlektrische sterkte, waardoor het een geschikt materiaal is voor condensatoren. Het is zeer goed bestand tegen corrosie door verschillende zuren en oplosmiddelen. Als zodanig is het vaak de keuze voor metaal in situaties waarin de aanwezigheid van corrosieve gassen anders problematisch zou zijn. Elektrisch staal kan een warmtebehandeling ondergaan om een hogere hardheid te verkrijgen zonder de taaiheid of ductiliteit aanzienlijk te beïnvloeden.
Het heeft een lage coërciviteit
Het heeft een lage coërciviteit, is bestand tegen corrosie en is niet magnetisch. Het oppervlak heeft een hoge hardheid en kan worden gehard door het materiaal af te schrikken. De lasbaarheid van het metaal verbetert wanneer het wordt geaustenitiseerd door het gedurende drie uur te verwarmen tot 1200 graden Celsius en langzaam af te koelen. Elektrisch staal wordt gebruikt in transformatoren, laagspanningskabels, rails, generatoren, laselektroden en contactors.
Het wordt gebruikt in transformatorkernen
Eletrical Steel is een gelegeerd staalsoort die taaier is en beter bestand tegen scheuren, een combinatie die het geschikt maakt voor gebruik in transformatorkernen. Het wordt doorgaans gemaakt met een koolstofgehalte tussen 0,08-0,12%. De toename van het koolstofgehalte verlaagt de smelttemperatuur, zodat het materiaal gemakkelijk kan worden gegoten en bewerkt. De legeringselementen geven het staal verschillende eigenschappen, zoals een verhoogde weerstand tegen corrosie of een verbeterde treksterkte. Elektrisch staal wordt veelvuldig gebruikt in apparatuur voor energieopwekking, transmissie en distributie vanwege het uitstekende vermogen om zware omgevingsomstandigheden te weerstaan zonder de prestaties of betrouwbaarheid in gevaar te brengen.
Het wordt gebruikt in elektromagneten
Het is samengesteld uit ijzer, koolstof en andere elementen die nog niet zijn geïdentificeerd. Wanneer het tot een zeer hoge temperatuur wordt verwarmd, bindt de koolstof zich met de ijzeratomen om ferromagnetische domeinen te vormen. Ferromagnetische domeinen zijn waar alle magnetische eigenschappen van elektrisch staal vandaan komen. De ferromagnetische domeinen kunnen uitgelijnd of verkeerd uitgelijnd zijn. De niet goed uitgelijnde domeinen produceren veel meer magnetisme dan de uitgelijnde domeinen.
Soorten elektrisch staal
Korrelgeoriënteerd elektrisch staal
Korrelgeoriënteerd elektrisch staal, of GOES, is een laaggelegeerd constructiestaal met hoge sterkte. Het is een soort EHS-staal (elektrisch hoge sterkte), waartoe ook mangaanroestvrij staal behoort. Deze kwaliteiten worden gebruikt voor krachtoverbrengings- en distributieapparatuur omdat ze een uitstekende slijtvastheid en corrosieweerstand hebben, evenals een goede taaiheid in de door hitte beïnvloede zone tijdens kruipbreuk. De korrelstructuur in GOES biedt een hoger spanningsdragend vermogen dan gewoon koolstofstaal, omdat de korrels spanningen van het ene gebied naar het andere verspreiden.
Er zijn twee soorten GOES: normale korrel en omgekeerde korrel. Normale GOES wordt gemaakt door aluminium toe te voegen met nikkel of mangaan om het koolstofgehalte te verminderen en verder uit te harden terwijl de ductiliteit behouden blijft, terwijl inverse GOES wordt gemaakt door alle of een deel van nikkel te verwijderen met toevoeging van mangaan om de ductiliteit te behouden, maar een lagere hardheid dan normaal.
Niet-georiënteerd halfbewerkt elektrisch staal
Niet-georiënteerd halfbewerkt elektrisch staal is het type dat het meest wordt gebruikt in de stroomdistributie. Ze zijn gemaakt van een mengsel van legeringselementen, koolstof en silicium. Het legeringselement bepaalt het hardingsvermogen en de koolstof en het silicium bepalen de korrelgrootte en sterkte. Deze typen worden doorgaans met warmte behandeld om ze de gewenste eigenschappen voor hun toepassing te geven.
Niet-georiënteerd volledig verwerkt elektrisch staal
Het niet-georiënteerde volledig verwerkte elektrische staal is een soort elektrisch staal dat een hoge geleidbaarheid en corrosieweerstand biedt. Het bestaat uit een combinatie van ferritische, martensitische en austenitische korrels die het materiaal duurzaam maken in verschillende toepassingen. Eén toepassing voor dit type staal is in transformatoren, omdat het bestand is tegen extreme hitte zonder kapot te gaan.
Toepassing van elektrisch staal
Elektrisch staal is een speciaal soort staal dat wordt gebruikt bij de vervaardiging van bepaalde elektrische componenten zoals transformatoren en motoren. Het wordt gewoonlijk "siliciumstaal" genoemd vanwege het hoge siliciumgehalte. Elektrisch staal bestaat uit ijzer, silicium en andere legeringselementen die het unieke eigenschappen geven.
Elektrisch staalkan worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, variërend van stroomdistributiesystemen tot auto-onderdelen en huishoudelijke apparaten. Het kan ook worden gebruikt in industriële toepassingen zoals lasmachines, tractiemotoren en liften. De eigenschappen van elektrisch staal maken het tot een waardevol materiaal voor veel verschillende industrieën.
