基本介紹
發展歷程,Fe-Si合金優點,常見鐵矽合金,
發展歷程
1976年美國矽鋼的消費量大約是750000噸，晶拉取向和非取向材料各占一半，而低碳鋼是5.5億公斤(Luborsky 等1978)。矽鋼普遍稱為電工扁鋼、冷軋電工鋼，或簡單地稱為電工鋼。。從1959年到1976年，矽鋼的年產最增長了一倍，這反映了世界範圍內電能消耗的上升情況。現今矽鋼的主要生產國家是日本，蘇聯和美國。與低碳鋼情況一樣，矽鋼用量大的主要原因也是高磁感應、低損耗、低價格。但兩者相比，是矽鋼損耗低而價格高，故在未來總的能量價格平衡中，矽鋼的地位可能更加重要。在大型旋轉機械和變壓器中幾乎毫無例外地都使用矽鋼，而低碳鋼則主要用於小型的間歇負載電機。在日本，一般用低級矽鋼(<0.5%Si)代替低碳鋼。
由於多年來的強有力的研究開發工作，矽鋼質最獲得大幅度提高，1900~1930年，性能改善主要來自煉鋼技術、控制碳和其他雜質的技術和熱軋技術的進步。1934 年出現了一個新的突破，Goss (1934)研製出了戈斯織構(COE)晶粒取向材料，這種材料的大部分晶粒的{110}晶面都接近平行於鋼板平面，<001>方向接近於平行軋制方向。他首次提出了在15kG的磁芯損耗的規定極限，而當時一般只規定在10kG的損耗極限。到如今已得到的改善主要來自現代化製作技術的發展，其中包括採用鹼性氧氣轉爐和電爐代替平爐進行熔煉和精煉，用連續熱軋和冷軋代替羞板熱軋方法製作板料。取向和非取向材料都是用冷軋方法製造的，因為冷軋能比熱軋更好地控制規格和改善平整度。
Fe-Si合金優點
(1)具有良好的磁性能，飽和磁致伸縮係數小，晶粒粗大、磁導率高、矯頑力小，電阻率提高、鐵心損耗下降。
(2)矽促進鋼中的碳石墨化，使合金磁時效現象大大減少。
(3)矽鋼的磁性對溫度變化，振動。應力等敏感性較小。即矽鐵合金具有較高的性能穩定性，適於特殊環境下使用。
常見鐵矽合金
用於煉製矽鋼和往變壓器鐵和鋼中添加矽的高矽中間合金，煉製方法是在電爐中隨同鐵屑和碳一起熔化石英或矽石。銷售中有各種級別，含15-90%矽。矽與鐵化合，但超過約30%以上矽的合金是脆性和不穩定的。矽也造成碳以石墨片形式析出，含矽量高的合金稱為矽金屬。 一家廠商銷售2個級別，含15%和45%矽；而另一家廠商生產5種級別：15%，50%，75%, 85%和90%矽，銷售含80-95%矽的級別，用於生產高矽鋼的小型鋼水包添加物中，亦用在與苛性鈉反應生產氫。合金是以塊狀或壓碎形式出售。通常是將矽與還原劑或其它合金元素混合成合金後添加到鋼中。與單獨加鋁相比，含12-15%鋁的鐵矽鋁是更有效的鋼還原劑。也用於鑄鋁合金中添加矽，聯合碳化物公司生產的塞爾瓦茲是含有釩和鋯的鐵矽鋁。這種合金作為還原劑，熔融夾渣，還可控制鋼的晶粒尺寸。俄亥俄鐵合金公司生產的塞曼納爾是一種矽、鋁和錳各含20%的還原合金。釩公司生產的阿爾賽費含40%矽、20%鋁和40%鐵。鋁和矽均呈矽酸鋁形成渣，當澆鑄鋼時將渣除去，阿爾賽明是一種含50%鋁的瑞士鐵矽鋁。矽鋁則是往鋁合金中添加矽的中間合金，此中不含鐵。
