Quels sont les différents types d`acier électrique?

2024-04-25

L`acier électrique n`est pas seulement un matériau fonctionnel métallique indispensable dans les industries de l`énergie, de l`électronique, militaire et automobile, mais aussi un matériau clé pour les équipements électriques afin d`améliorer l`efficacité et de réduire la consommation d`énergie. Cela est dû à ses plusieurs propriétés souhaitables, telles que la faible perte par hystérésis, la perméabilité magnétique élevée, de bonnes performances de traitement, une surface lisse, etc. Ensuite, selon son utilisation réelle, l`acier électrique est subdivisé en de nombreux types différents pour mieux s`adapter à certaines applications spécifiques. Aujourd`hui, essayons de mieux comprendre l`acier électrique et ses types.

Qu`est-ce que l`acier électrique?

L`acier électrique, également connu sous le nom d`acier au silicium ou d`acier de transformateur, est un alliage magnétique doux principalement composé de fer, de silicium et de petites quantités d`autres éléments tels que l`aluminium, le carbone et le manganèse. Généralement, la teneur en silicium est comprise entre 0,5% et 4,5%. Il est spécifiquement conçu pour réduire les pertes de puissance et améliorer les propriétés magnétiques. Par conséquent, ce type d`acier est très souvent utilisé pour construire les noyaux de dispositifs électromagnétiques tels que les moteurs, les générateurs, les transformateurs et d`autres systèmes d`alimentation et de conversion d`énergie.

En tant qu`alliage magnétique doux le plus largement utilisé au monde, l`acier électrique est largement utilisé dans l`économie réelle. L`amélioration de ses performances globales et de son niveau de fabrication joue un rôle très important et significatif dans le développement de l`économie nationale.

Quels sont les différents types d`acier électrique?

L`acier électrique peut être divisé en différentes classifications en fonction de sa teneur en silicium, de son processus de fabrication, de ses propriétés magnétiques, de son utilisation et de ses formes de fourniture. Chaque type d`acier électrique a son propre ensemble unique de propriétés qui le rendent mieux adapté à des applications spécifiques. Regardons-les de plus près maintenant.

1. Teneur en silicium

L`acier électrique ajoute principalement du silicium au lieu du carbone pour améliorer ses performances. Selon la teneur en silicium, il peut être divisé en acier à faible teneur en silicium et en acier à haute teneur en silicium.

Nom du produit	Teneur en silicium
Acier à faible teneur en silicium	Moins de 2,8%
Acier à haute teneur en silicium	2,8%-4,8%

L`acier électrique à faible teneur en silicium a une teneur en silicium inférieure à 2,8%. Il possède une certaine résistance mécanique et est largement utilisé dans la fabrication de petits appareils électriques civils avec des exigences de performance électromagnétique faibles. En même temps, en raison de son faible taux de silicium, son processus de production est simple et son coût est faible, similaire à celui de l`acier au carbone ordinaire.

L`acier électrique à haute teneur en silicium a une teneur en silicium de 2,8%-4,8%. Plus de silicium pourrait être favorable en raison de l`augmentation de la résistivité et de la réduction de la magnétostriction, mais cela entraînera des complications dans le laminage à froid. Ce type a un bon magnétisme mais est un peu fragile, il est largement utilisé dans la fabrication de noyaux de fer de transformateurs, de générateurs et de moteurs à grande échelle. L`acier électrique à haute teneur en silicium présente des types et des grades extrêmement complexes.

2. Processus de fabrication

L`acier électrique est souvent fabriqué par un processus de laminage, qui comprend le laminage à chaud et le laminage à froid. Par conséquent, il peut être divisé en acier électrique laminé à chaud et en acier électrique laminé à froid.

Acier électrique laminé à chaud: L`acier électrique laminé à chaud est fabriqué en faisant fondre un alliage Fe-Si dans un four ouvert ou un four électrique, en le laminant à chaud à plusieurs reprises jusqu`à l`épaisseur requise, puis en le recuisant enfin à 800-850°C. Il est principalement utilisé pour fabriquer le générateur. Cependant, son utilisation est faible et la perte d`énergie est grande. Ces dernières années, il a été progressivement éliminé par le marché.

Acier électrique laminé à froid: ce type est fabriqué en le laminant à froid plusieurs fois à température ambiante. Il a une teneur en silicium de 0,5%-3,0%, et l`épaisseur du produit fini est principalement fournie en 0,35mm et 0,5mm. L`acier électrique laminé à froid est principalement utilisé pour la fabrication de générateurs, de moteurs et de générateurs.

De plus, en comparant les deux processus de traitement, nous pourrions constater que l`acier électrique laminé à froid a une surface plus lisse, une épaisseur plus fine et uniforme, des dimensions plus précises et un meilleur magnétisme que l`acier électrique laminé à chaud, ce qui améliore le facteur de remplissage et les propriétés magnétiques du matériau. Par conséquent, avec le développement de l`industrie, l`acier électrique laminé à froid tend à remplacer progressivement les produits en acier électrique laminé à chaud sur le marché.

3. Structure des grains

La structure des grains à l`intérieur de l`acier électrique est généralement divisée en directions orientées et non orientées. Tous les produits en acier électrique laminé à chaud n`ont pas d`orientation de grain. L`anisotropie magnétique de l`acier électrique se développe par le processus de recristallisation secondaire après le laminage à froid. Par conséquent, seul l`acier électrique laminé à froid peut être divisé en orienté et non orienté.

Acier électrique laminé à froid non orienté (acier électrique CRNGO)

L`acier électrique laminé à froid non orienté a une faible teneur en silicium, une texture de grain dispersée et des propriétés magnétiques relativement uniformes dans toutes les directions. Cela est dû au fait qu`il ne nécessite pas de processus de recristallisation secondaire pour le développement de ses propriétés, ni n`a besoin d`une recuisson à haute température. Par conséquent, la limite inférieure du silicium n`est pas essentielle. Il contient généralement entre 0,5% et 3,25% de Si plus jusqu`à 0,5% d`Al. Cet ajout augmente la résistivité et abaisse la température de recristallisation primaire. L`acier électrique non orienté peut être utilisé dans de grands équipements rotatifs, y compris les moteurs, les générateurs de puissance et les alternateurs à courant alternatif.

En outre, l`acier électrique non orienté peut se présenter sous deux conditions : entièrement transformé ou semi-transformé.

1. Acier électrique non orienté entièrement transformé : il présente des niveaux de silicium variables allant de 0,5% à 3,25% de Si et des propriétés magnétiques uniformes dans toutes les directions. Ce type est excellent pour les circuits magnétiques dans les moteurs, les transformateurs et les boîtiers de systèmes électriques.

2. Acier électrique non orienté semi-transformé : il est fabriqué principalement à partir d`acier allié à faible teneur en silicium et est recuit à basse température après le laminage à froid final. La capacité de poinçonnage de ce type d`acier électrique est meilleure que celle du type entièrement transformé non orienté, donc des revêtements organiques ne sont pas nécessaires. Le grade semi-transformé non orienté est un bon matériau de noyau pour les petits rotors, stators et petits transformateurs de puissance.

Acier électrique laminé à froid orienté (acier électrique CRGO)

L`acier électrique laminé à froid orienté se caractérise par une teneur élevée en silicium (3%) et une forte orientation des grains dans la direction de laminage. Ce type subit un processus de recristallisation qui donne une structure de grain améliorée présentant de meilleures propriétés magnétiques dans la direction de laminage de la feuille. Les aciers à grains orientés sont principalement utilisés pour des applications non rotatives, telles que les transformateurs.

Comparé à l`acier électrique laminé à froid non orienté, l`acier électrique laminé à froid orienté a une orientation magnétique plus forte. Il présente également une perméabilité supérieure et des caractéristiques de perte inférieures dans la direction de magnétisation facile. La perte de fer de l`acier orienté dans la direction de laminage n`est que le tiers de celle dans la direction horizontale, le rapport de conductivité magnétique est de 6:1, la perte de fer est d`environ la moitié de celle de l`acier électrique laminé à chaud, et la conductivité magnétique est 2,5 fois celle de ce dernier. Cependant, le Bs de l`acier électrique laminé à froid orienté est inférieur à celui de l`acier électrique laminé à froid non orienté.

En outre, l`acier électrique laminé à froid orienté se présente également sous deux conditions : acier électrique à grains orientés commun (CGO) et acier électrique à induction magnétique élevée (Hi-B).

4. Utilisation

En fonction des utilisations finales de l`acier électrique, il peut être divisé en trois catégories : acier électrique pour transformateurs, acier électrique pour moteurs et acier électrique pour générateurs.

Acier électrique pour transformateurs : principalement utilisé dans la fabrication de divers transformateurs. Il peut réduire efficacement la consommation d`énergie et améliorer l`efficacité énergétique des transformateurs.

Acier électrique pour moteurs : principalement utilisé dans la fabrication de divers moteurs. Il peut améliorer l`efficacité et les performances du moteur et réduire la consommation d`énergie.

Acier électrique pour générateurs : principalement utilisé dans la fabrication de divers générateurs. Il peut améliorer l`efficacité du générateur et réduire la consommation d`énergie.