硅钢资料
本人对硅钢片一些认知
本人对硅钢片的认知作者：谢心游对于一台电机来说，定、转子是极其重要的部件，定转子材料的好坏是直接决定电机性能优劣的重要因素之一，目前我们电机行业采用的定、转子材料就是硅钢，以下是我收集的硅钢片的相关资料以及我对硅钢片的一些见解和疑问，都是手写的，参杂个人观点，所以别当成什么正经资料，看看就行，别太当真。
首先我们得知道什么是硅钢片。
说白了就是“电磁性能”优良的钢材，1900年，英国人哈德菲尔德发现含硅的硅铁合金具有良好的磁性，所以你懂得，接下来硅钢片就取代了低碳钢，作为电磁行业的专业钢材得到了发展和研究。
硅钢为什么会出现呢。
一切东西存在必有其道理，像硅钢这东西，因为有需求才会被创造，存在并得到发展。
这跟电机、变压器行业的发展密不可分的，电机、变压器通过定转子来实现电磁变换。
做电机的人，肯定要把电机做的比别人都要好啊，那样才能赚很多钱啊，定转子材料肯定要花时间金钱去研究，那样肯定会有收获的啊，硅钢就是其产物，也许某一天，某人发现比硅钢更好的电磁材料，硅钢就会OUT的。
现在硅钢片的含硅量是0.8~4.8%，我就在想了，按道理说含硅量越高，导磁率越好，性能也会好，为什么不多加点硅呢，搞个10%的含硅量会怎么样呢，只限制在4.8%的含硅量是不是工艺技术条件不够生产不出来，还是高于4.8%以后，钢材的机械强度不行，不能用了啊，求解释啊。
硅钢片的分类，按含硅量分2.8%以下的是低硅， 2.8~4.8%的是高硅按加工工艺来分是冷轧和热扎硅钢片的含硅量越高，磁性越好，冷轧比热扎好。
判别硅钢片好坏的指标1、铁损2、磁感应强度3、叠压系数4、冲片质量5、绝缘漆附性6、磁时效相关国标：电工用热轧硅钢薄板（GB5212-85）电工用冷轧硅钢薄板（GB2521-88）家电用热轧硅钢薄板（GBH46002-90）先写到这里，后期还会补充的。
接下来是小知识点也是最常用的知识点，一、怎么看牌号，DR510-50：DR——电工用热扎硅钢板，510——铁损值为5.1W/Kg，50——厚度为0.5mm 50WW600：50——0.5mm，W——武钢，W——无取向硅钢，600——铁损值为。
硅钢基础知识
硅钢带的生产1903 年美国和德国首先生产了热轧硅钢。
美国阿姆柯钢公司于 1935 年开始生产冷轧取向硅钢，20 世纪 40 年代初生产无取向硅钢。
50 年代主要工业发达国家陆续引进阿姆柯技术专利。
70 年代前，世界约 80％取向硅钢都按此专利生产。
1968 年日本新日铁正式生产高磁感取向硅钢(Hi-B 钢)。
从 1971 年开始，美国等 6 个国家引进了日本 Hi—B 钢专利。
从 1968 年开始，日本在冷轧电工钢产品质量、制造技术和装备、开发新产品和新技术、科研和测试技术各方面都远超过美国，处于领先地位。
我国太原钢铁(集团)公司于 1954 年首先生产热轧硅钢。
1957 年钢铁研究总院研制成功冷轧取向硅钢，到 1973 年已掌握阿姆柯技术专利要点。
1974 年武汉钢铁(集团)公司从日本新日铁引进冷轧硅钢制造装备和专利，1979 年正式生产 11 个牌号的冷轧取向及无取向硅钢。
4．1电工钢的分类及性能4．1．1电工钢的分类电工钢按其成分分为低碳低硅(碳含量很低，硅的质量分数小于 0．5％)电工钢和硅钢两类；按最终加工成形的方法分为热轧硅钢和冷轧硅钢两大类；按其磁各向异性分为取向电工钢和无取向电工钢。
热轧硅钢板均系无取向硅钢，硅钢的磁各向异性是在冷轧后通过二次再结晶过程发展而成的，因此只有冷轧电工钢才有取向与无取向之分。
由于产品的用途不同对磁各向异性的要求不同。
在旋转状态下工作的电机要求电工钢磁各向同性，用无取向电工钢制造；变压器在静止状态下工作，要求沿一个方向磁化(轧制方向)，用冷轧取向硅钢制造，因此取向硅钢又称变压器钢。
我国电工用热轧硅钢薄板的国家标准号为 GB5212—85；从 20 世纪 60 年代开始，主要工业发达国家陆续停止了热轧硅钢板的生产。
我国冷轧晶粒取向、无取向磁性钢带(片)的国家标准号为 GB2521—1996。
标准中的牌号表示方法为：以字母 W 表示无取向钢带(片)；以字母 Q 表示取向钢带(片)；以字母 G 表示取向钢中的高磁感材料。
冷轧硅钢
学习情境3 冷轧硅钢板带任务说明书3.1. 电工钢资讯3.1.1.电工钢的用途和分类电工钢主要用于各种电动机、发电机和变压器的铁芯，它是一种磁性材料，是电力、电子和军事工业中重要的软磁合金。
电工钢分为四类：热轧低硅钢、热轧高硅钢、冷轧无取向硅钢、冷轧取向硅钢。
3.1.2.冷轧电工钢的标准（GB2521-88）3.2.1 冷轧板的规格和用途冷轧带钢和薄板一般厚度为0.1～0.3mm，宽度为100～2000mm；均以热轧带钢或钢板为原料，在常温下经冷轧机轧制成材。
由于冷轧板带钢的产品规格繁多、尺寸精度高、表面质量好、机械性能及工艺性能均优于热轧板带钢，因而被广泛应用于机械制造、汽车制造、机车车辆、建筑结构、航空火箭、轻工食品、电子仪表及家用电器等工业部门。
现代工业对冷轧板带钢的质量要求愈来愈高，对牖种规格要求愈来愈广泛，对产量要求也愈来愈大，因而冷轧板带钢的生产增长很快。
冷轧板带钢的产量在工业发达的国家已占钢材总产量的30％左右。
冷轧板带钢生产综合应用了现代冶金、机械、电气、自动控制等学科的最新成果。
因而就生产能力、效率、机械化与自动化程度而言，冷轧板带钢生产在全部轧制生产中居最前列。
3.2.2冷轧板带钢生产的发展最早的冷轧机是二辊式，以后采用工作辊辊径较小而刚性较大的四辊轧机与多辊轧机。
轧制方式由单片无张力轧制发展到成卷带张力可逆轧制，进而发展到辊系全连续轧制。
四辊冷轧机结构简单，有较高的刚性，且易调整，因而应用极为普遍。
四辊可逆式轧机主要用来生产碳结钢或合金钢板带，适于小批量多品种生产的要求，产量不大，投资较少。
为了使冷轧带钢轧机能灵活调控板形而出现很多可调控板形的新轧机，如HC轧机、MKW轧机、泰勒轧机等。
HC轧机是于70年代初日本日立公司发明的，其特点是在支撑辊与工作辊之间有一中间辊，可轴向移动，这对改善板型和边部厚差有利。
此外，由于压下量可以不受板形的限制，可以增大压下量减少道次。
使用这种轧机可以提高成材率1％～2％，产量可提高20％．节能约10％。
硅钢资料
86-447-3951.E-mail address:takamiya@kawasaki-steel.co.jp(T.Takamiya).0304-8853/02/$-see front matter r2002Elsevier Science B.V.All rights reserved.PII:S0304-8853(01)01164-7material has been developed,which is called hereafter as ‘‘HiFreq’’.In this experiment,the magnetic properties of a HiFreq containing 4.5%Si and 4%Cr was investigated and compared with a highest-grade non-oriented elec-trical steel containing 3.2%Si (Steel A)of Kawasaki Steel and 6.5%Si steel.These materials were cold rolled to a thickness of 0.10mm and annealed at 10501C.Here,the rolling temperature of 6.5%Si steel was controlled at 3001C to avoid rupture.2.2.Measurements of specimensEach specimen was cut into the Epstein size and its magnetic properties such as iron losses at frequencies of 400Hz,1kHz,5kHz,10kHz,and 20kHz were mea-sured varying maximum flux density as 1.0,0.5,0.2,0.1,and 0.05T,respectively.The electric resistivity and mechanical property and corrosion property were also measured.For high-frequency application of HiFreq in power electronics,two kinds of special measurements were made.One is for active filter in reactor circuit of inverter current source as shown in Fig.2.The filtering performance was compared with 6.5%Si steel.For the other,pulse response property was measured with the circuit shown in Fig.3.3.Results3.1.High-frequency dependence of iron loss in new steel Fig.4shows the frequency dependence of iron loss in three kinds of steels,Steel A,6.5%Si and HiFreq.In the low-frequency region under 1kHz,the iron loss of HiFreq was even larger than that of the usual electrical steel,Steel A.However,in high-frequency region over 5kHz,that of HiFreq was extremely low,and even lower than that of 6.5%Si steel over 10kHz.3.2.Other characteristics of HiFreqFig.5shows mechanical properties of a developed material,HiFreq,compared with conventional electrical steels.The HiFreq showed a good balance between tensile strength and elongation.Moreover,its hardness is 240points of micro-Vickers,which located in the region of goodworkability.Fig.1.Relation between hardness and Si content of electrical steels compared with hardness of amorphousmetal.Fig.2.Power electronics circuit used in high-frequency test of materials for a new-typereactor.Fig.3.Experimental apparatus for pulse response evaluation.M.Komatsubara et al./Journal of Magnetism and Magnetic Materials 242–245(2002)212–215213The electric resistivity of HiFreq was 0.82mO m,which is just the same value as 6.5%Si steel.On the other hand,that of Steel A was 0.57mO m.3.3.Results of measuring high-frequency characteristics The result measured with reactor shown in Fig.2was that the values of inductance were 0.48and 0.32mH at the direct bias current of 0and 30A at 15kHz,respectively,while those of 6.5%Si steel were 0.50and 0.30mH,respectively.This result shows that high-frequency inductance of this new material is almost as same as 6.5%Si steel at a frequency of 15kHz.Pulse response time was evaluated with lifetime t by fitting an extinction function into a flux shape with changing parameter t during the period after the primary current vanished.The pulse response time of HiFreq was 0.3ms and it was remarkably improved,compared with normal steel,Steel A (0.8ms).4.Discussions4.1.Characteristics of new material:HiFreqsAt first,Fig.4shows that HiFreq has excellent low iron losses at higher frequencies over 5kHz,while it is inferior to normal steel,Steel A and 6.5%Si steel at lower frequencies under 1kHz.So,this material was arranged uniquely for the use of higher frequency appliances.Secondly,the good workability is the most important characteristic.The Vickers hardness of 240points is good to be worked and the elongation of 24%shows that this is a very ductile material and has the advantage of punching,wounding and shearing.4.2.Application for high-frequency useFor high-frequency use,materials must be possessed of low iron loss,high inductance and quick response to high-frequency signal.The operation accuracy of the device is deteriorated if magnetic material has bad pulse response.Generally speaking,pulse response time is almost identical to magnetic after effect,which depends on thickness,resistivity and impurities of specimen.In this case,two kinds of specimens had the same thickness and both steels were industrially extra-purified,therefore,the origin of HiFreq’s good pulse response derives from its high resistivity.5.SummaryThe newly developed electrical steel for higher frequency applications and its properties were reported,compared with normal electrical steels and 6.5%Si steel.The following were found.(1)New material,HiFreq has excellent high-frequencyproperties over 5kHz,which were contributed byaFig.5.Relation between tensile strength and elongation of the developed material:HiFreq,compared with normal electricalsteels.Fig.4.High-frequency dependence of iron loss in three kinds of electrical steels with a sheet thickness of 0.10mm.M.Komatsubara et al./Journal of Magnetism and Magnetic Materials 242–245(2002)212–215214high electric resistivity of0.82mO m and a very small thickness of0.10mm.(2)This new material showed good pulse response andhigh inductance at15kHz.(3)This new material has a large elongation and lowhardness,expecting a good workability.References[1]Y.Tanaka,M.Abe,F.Fujita,T.Arizumi,CAMP-ISIJ4(1991)1882.[2]M.Komatsubara,Y.Obata,S.Yamada,Kawasaki SteelGiho32(3)(2000)210.M.Komatsubara et al./Journal of Magnetism and Magnetic Materials242–245(2002)212–215215。
硅钢片最新知识资料
比重 g/cm3
铁损
1.5T/50 HZ
磁感应 强度
B50
S12 S14 S18 S20 S23 S30 S40 S50 S60 新牌号
JISC255 2-1975 50A310
50A350
50A400
50A470
50A600
50A700
50A800
50A1000
50A1300 (.00378Z 01.) 2、硅钢 牌号功 能表
同一张 钢板上 任意两 点之间 的厚度 差的最 大值
使用测 厚仪测 几个点 后（点 的数量 越多当 然越精 确）， 用最大 值减去 最小值 得出的 差值
1.》硅 钢基础 知识 （含义 、分类 、牌号 表示方 法、涂 层）
硅钢 silicon steel
含硅 量0.5％ ～4.8％ 的铁硅 合金。 是电工 领域广 泛使用 的一种 软磁材 料。电
0.35mm 和
0.5mm 厚的钢
轧无取 向硅钢 的Bs高 于取向 硅钢； 与热轧 硅钢相 比，其 厚度均 匀，尺 寸精度 高，表 面光滑 平整， 从而提 高了填 充系数 和材料 的磁性 能。 冷轧取 向硅钢 片：
冷轧取
向硅钢 带最主 要的用 途是用 于变压 器制 造，所 以又称 冷轧变 压器硅 钢。 与冷轧 无取向 硅钢相 比，取 向硅钢 的磁性 具有强 烈的方 向性； 在易磁 化的轧 制方向
用硅钢 常轧制 成标准 尺寸的 大张板 材或带 材使 用，俗 称硅钢 片，广 泛用于 电动机 、 发电机 、变压 器、电 磁机构 、继电 器电子 器件及 测量仪 表中。
硅是
钢的良 好脱氧 剂，它 与氧结 合，使 氧转变 为稳定 的不为 碳还原 的 SiO2， 免了因 氧原子 掺杂而 使铁的 晶格畸 变。硅 在α铁中 成为固 溶体后 使电阻 率增 加，同
金属材料中Si、C、Mn、S、P等元素的作用及影响
金属材料中S i、C、M n、S、P等元素的作用及影响1、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显着提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。
但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。
硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故。
硅能降低钢的密度、热导率和电导率。
能促使铁素体晶粒粗化。
降低矫顽力。
有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢，所以硅钢片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率，使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。
但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度。
硅因有强的脱氧力，从而减小了铁的磁时效作用。
含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
硅能促使铸钢中的柱状晶成长，降低塑性。
硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而易裂。
硅能降低钢的焊接性能。
因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。
硅是良好的脱氧剂。
用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。
硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。
在沸腾钢中，硅限制在＜0.07% ，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于0.4 ％。
JFE6.5高硅(硅钢极薄带)
Sample Characteristics Table
˙Comparison of magnetic characteristics (JFE in-house data) : Rolling direction, shear cross-section
Material
Thickness Specific DC max Saturation Magnetic Magnetic Magneto(mm) resistance relative magnetiza- flux density flux density striction
6.5% silicon steel sheet.
(A high-silicon steel sheet
with a uniform silicon
content of 6.5% throughout the sheet)
* CVD Chemical Vapor Deposition
JNEX-Core
Low Magnetostriction
Magnetostriction which causes noise and vibration is nearly zero. This enables significant noise reductions for magnetic components such as reactors and transformers.
Non-oriented
There is virtually no difference in the characteristics between the rolling direction (Ldirection) and the transverse (C-direction). Therefore, this can be used in a wide range of applications, from stationary machines to rolling machines.
取向硅钢调研报告资料
取向硅钢调研报告取向硅钢主要用于制作变压器铁芯和大发机电的定子铁芯， 是电力工业发展 最为重要的功能材料之一。
取向硅钢组织以高度趋于(110) [001」位向，即高斯 方向的晶粒为主要特征， 是惟一经过二次再结晶得到的钢铁制品， 其生产工艺复 杂、创造技术严格，被誉为钢铁材料中的“艺术品”。
取 向 硅 钢 按 {110}<001> 取 向 度 和 磁 性 能 不 同 分 为 普 通 取 向 硅 钢 (Conventional Grain-oriented Silicon Steel,CGO) 和高磁感取向硅钢(High Magnetic Induction Grain-oriented Silicon Steel, Hi-B) 两类。
Hi-B 钢与 CGO 钢相比，具 有铁损低、 磁感应强度高、 磁致伸缩小等优点， 用它制作的变压器产品具有空载 损耗低、噪声低、体积小等优点。
近年来，高磁感取向硅钢的产量与使用量逐年 增大。
两者在性能上的差异见下表 1。
表 1 CGO 和 HiB 钢的性能比较目前，世界上主要的取向硅钢生产工艺有 4 种，分别是高温加热两次冷轧法、 高温加热一次冷轧法、 低温加热两次冷轧法、 低温加热一次冷轧法。
每种工艺的 生产流程、工艺特点和优缺点如表 2 所示。
[001]偏离角 <10°晶粒比例/%75100 二次晶粒直 径/mm3-510-20 [001]平均偏离角/°7 摆布 3 摆布B /T81.82-1.851.92-1.95晶粒取 向度/%85-9095类别CGOHiB目前全世界仅有约16 家企业可以生产取向硅钢。
主要企业有:日本的新日铁和JFE、韩国的浦项、美国的AK 和AlleghenyLudlum、俄罗斯的新利佩茨克(简称NLMK)、德国及在法国的蒂森克虏伯、英国的CogentPower、巴西的Acestita、波兰的Stalprodukt S.A. 、阿赛诺米塔尔收购的捷克ValcovnyPlechuA.S.、中国的武钢、宝钢等。
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电工钢简介—以武钢为例
电工钢包括两类：
A、碳含量很低＜30PPM，硅含量小于0.5%的电工钢。
B、碳含量小于30PPM，硅含量为0.5~6.5%的硅钢。
C、它们主要用作各种电机和变压器的铁心，是电力、电子和军工中用量最多的软磁材料，也是节能显著的电磁转换功
能材料。
机电产品对作为铁心的电工钢的要求大致可概括为如下两类：
A类：使用性能（决定电气产品的性能）
1、铁损（P1.5/50和P1.7/50，W/KG）——影响铁心的空载损耗，低好。
2、磁感应强度（B5000和B800，T）——影响铁心体积、功率和激磁电流，高好。
3、叠装系数（%）——影响铁心的激磁电流，大好。
4、涂层绝缘性——影响铁心的损耗，层间电阻大且涂层薄好。
5、磁致伸缩（）——影响铁心的噪声，小好。
6、磁各向异性——影响铁心的损耗和效率，对旋转状态下工作的电机铁心，纵横差值小好；对静止状态下工作的变压
器铁心等，纵横差值大好。
7、无时效现象。
8、对应力和温度的敏感程度小。
B类：加工性能（决定成材率和加工效率）
1、机械性能——抗拉强度B、延伸率、硬度HV、反复弯曲。
2、几何特性——长度、宽度、厚度、厚度偏差、横向厚度偏差、平坦度、毛刺。
3、涂层特性——附着性、冲片性、可焊性、耐热性。
4、表面质量——表面光滑平整，应没有妨碍使用的缺陷。
绝缘涂层
A：无取向硅钢产品的绝缘涂层为铬酸盐—有机乳液和有褐色光泽的半有机涂层，通常称为T4涂层，它具有以下良好特性：1、绝缘性好，即层间电阻高。
由于层间电阻测量方法测出的数据波动较大，重复性差，因此国内外的产品标准中均没
有对此进行具体规定，一般都＞5 Ώ.CM2/片。
对高牌号，其层间电阻都在20 Ώ.CM2/片以上。
日本磁气材料委员会根据生产厂与用户协商提出的层间电阻参考值如下/表1：
2、厚度薄且均匀，即在保证绝缘性好的前提下尽量薄，这样就可以提高叠装系数，其厚度一般为1.5um以上。
3、耐热性好，一般要求在＜750℃、有保护气氛下消除应力退火时，涂层不会破坏。
4、附着性好，即机械加工或消除应力退火后涂层不脱落，一般为B级以下。
5、冲片性好，即对机械加工模具的磨损程度小。
6、焊接性好，即在高速的焊接条件下，焊缝不产生气孔。
7、防锈性好，产品经剪切包装后，经过正确的储运和存放时具有强防锈能力。
8、耐蚀性好，与氟里昂气体和油等不起化学反应。
表2：
B：取向硅钢产品的绝缘涂层为磷酸盐—硅酸盐系数混合无机涂层，呈灰色，通常称为T2涂层，由于它对钢板表面沿纵向有一定的拉应力（可改善磁性），因此也称为应力涂层，它具有以下良好特性：
1、绝缘性好，即层间电阻高。
由于层间电阻测量方法测出的数据波动较大，重复性差，因此在GB/T2521—1996等产
品技术标准中没有国内外的产品标准中均没有具体规定，一般要求层间电阻都＞30 Ώ.CM2/片。
日本磁气材料委员会提出的层间电阻参考值：中小变压器，5~15 Ώ.CM2/片；大变压器，＞300 Ώ.CM2/片。
2、厚度薄且均匀，即在保证绝缘性好的前提下尽量薄，这样就可以提高叠装系数，其厚度，对一般取向钢为为3um
以上，对高磁感取向硅钢为4um以上。
3、耐热性好，在800℃、有保护气氛下消除应力退火时，涂层不会破坏。
4、随着性好，即机械加工或消除应力退火后涂层不脱落，一般为D级以下
5、防锈性好，产品经剪切包装后，经过正确的储运和存放时具有强防锈能力。
6、耐蚀性好，与氟里昂气体和油等不起化学反应。
备注：GB/T2522-1988规定“绝缘层应干燥，均匀、不脱落，并应进行层间电阻和附着性试验；当性能稳定，需方无要求时，该两项试验也可以不做。
”
取向电工钢主要工艺流程：
1、炼钢厂：铁水脱MN（锰）——转炉顶底复吹——真空处理（RH）——连续浇注( CC)——板坯切割成定尺后热送热轧厂。
2、热轧厂：板坯加热——粗轧——卷取——送硅钢片厂
3、硅钢片厂：常化（Hi-B）——酸洗——冷轧（第一次）——中间退火（GO）——冷轧（第二次）（GO）——脱碳退火——涂Mg0——罩式炉退火——拉伸热平整退火（涂敷绝缘涂层）——剪切——包装。
注：Hi-B为高磁感取向硅钢，G0为一般取向硅钢。