《金属塑性变形理论》课程教学资源（PPT课件）第07讲 钢材的性能控制（电磁热强性能控制）

LessonSeven第四章钢材的性能控制主要内容Main Content金属的强化机制强韧性能控制冲压性能控制电磁性能控制热强性能控制130±5/8124大学2MEBEIUNITEO UNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 2 第四章 钢材的性能控制 主要内容 Main Content • 金属的强化机制 • 强韧性能控制 • 冲压性能控制 • 电磁性能控制 • 热强性能控制

LessonSeven84.4电磁性能控制对电磁性能的要求影响电磁性能的因素 轧制工艺参数的控制130±5/8124大学3MEBELUNITEO UNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 3 4.4 电磁性能控制 • 对电磁性能的要求 • 影响电磁性能的因素 • 轧制工艺参数的控制

LessonSevenO4.4.1 对电磁性能的要求、磁感应强度高、导磁率高。硅钢片是用来制造变压器和电机铁芯的材料。铁芯的磁化是靠绕在上面的线圈通电后所产生的磁场来实现。这样，对一定的外磁场强度来说，所产生的磁感应强度的高低即可表明铁芯磁化的难易。磁感应强度越高，越易磁化。磁感应强度乃为考核硅钢片质量高低的重要指标之一。B= μHo130#5/8124大4FEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 4 4.4.1 对电磁性能的要求 • 磁感应强度高、导磁率高。硅钢片是用来制造变 压器和电机铁芯的材料。铁芯的磁化是靠绕在上 面的线圈通电后所产生的磁场来实现。这样，对 一定的外磁场强度来说，所产生的磁感应强度的 高低即可表明铁芯磁化的难易。磁感应强度越高， 越易磁化。 • 磁感应强度乃为考核硅钢片质量高低的重要指标 之一。 B = H0

LessonSeven6·铁芯损失小。铁芯损失简称铁损，它是指单位重量硅钢片在交变磁场下的功率损耗。铁损小时，变压器的体积减小，冷却条件简化，可节省原材料和电能。在铁损中包括有磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。·铁损也是衡量硅钢片质量的一项重要指标。铁损常用符号P来表示，12025/8124大学5FEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 5 • 铁芯损失小。铁芯损失简称铁损，它是指单位重 量硅钢片在交变磁场下的功率损耗。铁损小时， 变压器的体积减小，冷却条件简化，可节省原材 料和电能。在铁损中包括有磁滞损耗、涡流损耗 和剩余损耗。 • 铁损也是衡量硅钢片质量的一项重要指标。铁损 常用符号P来表示

LessonSeven5磁各向异性。用铁硅单晶体进行试验时得知，「100]晶尚为最易磁化的方向，而[111]晶向为最难磁化向。在制造电机转子和定子时，一般都是将硅钢片冲成多槽圆片，然后把这些圆片叠成铁芯。因此，采用取向硅钢片不合理。所以，对电机硅钢片的要求是磁各向异性越小越好。作变压器用的冷轧取向硅钢片，要求轧制方向为[001]晶向，轧制面为(001)晶面或(011)晶面。这时轧向就是易磁化方向。制造变压器时，一般将硅钢片剪成片条，再叠成方形铁芯，也有时用硅钢片卷成铁芯：在这紫情况下，用冷轧取向硅钢片（或带钢）可保证铁芯的磁化方向与易磁化的轧制方向一致。130#5/8124大6FEBEIUNITEO UNIVERSITT

Lesson Seven 2025/8/24 6 • 磁各向异性。用铁硅单晶体进行试验时得知，[100] 晶向为最易磁化的方向，而[111]晶向为最难磁化方 向。 • 在制造电机转子和定子时，一般都是将硅钢片冲成 多槽圆片，然后把这些圆片叠成铁芯。因此，采用 取向硅钢片不合理。所以，对电机硅钢片的要求是 磁各向异性越小越好。 • 作变压器用的冷轧取向硅钢片，要求轧制方向为 [001] 晶向，轧制面为(001)晶面或(011)晶面。这时 轧向就是易磁化方向。制造变压器时，一般将硅钢 片剪成片条，再叠成方形铁芯，也有时用硅钢片卷 成铁芯。在这些情况下，用冷轧取向硅钢片(或带钢) 可保证铁芯的磁化方向与易磁化的轧制方向一致

LessonSeven、磁致伸缩要小。当硅钢片类软磁材料磁化时，试样在长度方向、宽度方向上尺寸发生变化，即发生伸缩现象。此伸缩现象称为磁致伸缩。变压器铁芯在工作时发出的喻的噪音主要与此有关。·要求磁致伸缩越小越好。12025/8124大MEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 7 • 磁致伸缩要小。当硅钢片类软磁材料磁化时，试 样在长度方向、宽度方向上尺寸发生变化，即发 生伸缩现象。此伸缩现象称为磁致伸缩。变压器 铁芯在工作时发出的嗡嗡的噪音主要与此有关。 • 要求磁致伸缩越小越好

LessonSeven良好的表面质量和均匀的厚度。硅钢片的表面质量良好和厚度均匀可提高铁芯的填充系数（即一垛硅钢片的实际体积与理论体积之比)。填充系数提高1%，相当于铁损降低2%，磁感应强度提高1%。：用表面不平或厚度不均的冲片制成的铁芯，当螺丝拧紧时，凸出的接触部分会产生很大的应力而使磁性下降。厚度不均时，噪音增大，电机振动增大。120±5/8124大学8EBEIUNITEO UNIVERSITT

Lesson Seven 2025/8/24 8 • 良好的表面质量和均匀的厚度。硅钢片的表面质 量良好和厚度均匀可提高铁芯的填充系数(即一垛 硅钢片的实际体积与理论体积之比)。填充系数提 高1％，相当于铁损降低2％，磁感应强度提高1 ％。 • 用表面不平或厚度不均的冲片制成的铁芯，当螺 丝拧紧时，凸出的接触部分会产生很大的应力而 使磁性下降。厚度不均时，噪音增大，电机振动 增大

LessonSeven4.4.2影响电磁性能的因素晶粒大小 晶粒取向·夹杂物的影响·化学成分·磁性材料的厚度130±5/8124大9MEBEIUNITEO UNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 9 4.4.2 影响电磁性能的因素 • 晶粒大小 • 晶粒取向 • 夹杂物的影响 • 化学成分 • 磁性材料的厚度

LessonSeven晶粒大小·硅钢片的晶粒大小是指退火后铁素体晶粒的大小而言。一般认为，硅钢片的晶粒越大，磁性越好晶粒粗大会使总的晶粒边界减少。这样，就减少了由于夹杂的存在，晶粒的混乱、位错、空穴等缺陷的聚集而造成磁阻较大的现象。所以，晶粒增大，晶界减少，磁阻降低。从而使矫顽力和磁滞损耗减少。13025/8124大10FEBEIUNITEOUNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 10 晶粒大小 • 硅钢片的晶粒大小是指退火后铁素体晶粒的大小 而言。一般认为，硅钢片的晶粒越大，磁性越好。 • 晶粒粗大会使总的晶粒边界减少。这样，就减少 了由于夹杂的存在，晶粒的混乱、位错、空穴等 缺陷的聚集而造成磁阻较大的现象。所以，晶粒 增大，晶界减少，磁阻降低。从而使矫顽力和磁 滞损耗减少

LessonSeven6图中示出含40.6% Si的硅钢片的晶粒大小与0.4磁滞损耗的关系。由图可见0.2晶粒越大，磁滞损耗也越小050100150200250且成直线关系。晶粒数/毫米2130±5/8124大学11MEBELUNITEO UNIVERSITY

Lesson Seven 2025/8/24 11 • 图 中 示 出 含 4 ％Si的硅钢片 的晶粒大小与 磁滞损耗的关 系。由图可见， 晶粒越大，磁 滞损耗也越小， 且成直线关系