电工钢

电工钢（E 钢、叠片钢、硅电工钢、硅钢、继电器钢、变压器钢）是一种铁合金，可产生特定的磁性能：磁滞面积小，导致每个周期的功率损耗低，铁芯损耗低，并且 高渗透性。

电工钢通常采用厚度小于 2 毫米的冷轧钢带制造。 这些条带被切割成形以制成叠片，这些叠片堆叠在一起形成变压器的叠片铁芯，以及电动机的定子和转子。 叠片可以通过冲头和冲模切割成它们的最终形状，或者可以通过激光或电火花线切割加工较小的数量。

电工钢是一种铁合金，硅含量从零到 6.5% (Si:5Fe)。 商用合金的硅含量通常高达 3.2%（更高的浓度会导致冷轧过程中变脆）。 锰和铝最多可添加 0.5%。

硅使铁的电阻率增加了大约 5 倍； 这种变化减少了感应涡流并缩小了材料的磁滞回线，因此与传统钢相比，铁损降低了约三倍。 但是，晶粒结构会使金属变硬变脆； 这种变化会对材料的可加工性产生不利影响，尤其是在轧制时。 合金化时，必须保持低污染，因为碳化物、硫化物、氧化物和氮化物，即使是直径小至 1 微米的颗粒，也会增加磁滞损耗，同时也会降低磁导率。 碳的存在比硫或氧具有更不利的影响。 当碳慢慢离开固溶体并以碳化物形式析出时，也会引起磁老化，从而导致功率损耗随时间增加。 由于这些原因，碳含量保持在 0.005% 或更低。 可以通过在脱碳气氛（例如氢气）中对合金进行退火来降低碳水平。

• 熔点：~1,500 °C（以~3.1% 的硅含量为例）
• 密度：7,650 kg/m3（硅含量为 3% 的示例）
• 电阻率（含硅量3%）：4.72×10−7 Ω·m（对比纯铁电阻率：9.61×10−8 Ω·m）

电工钢是未经特殊加工控制晶体取向的无取向钢，其硅含量通常为 2 至 3.5%，并且在所有方向上具有相似的磁性，即各向同性。 冷轧非晶粒取向钢通常缩写为 CRNGO。

取向电工钢的硅含量通常为 3% (Si:11Fe)。 由于严格控制（由 Norman P. Goss 提出）相对于板材的晶体取向，它的加工方式使得在轧制方向上产生最佳性能。 磁通密度在线圈轧制方向上增加了 30%，尽管其磁饱和度降低了 5%。 用于电力和配电变压器的铁芯，冷轧取向钢常简称为CRGO。

CRGO 通常由生产厂以线圈形式提供，必须切割成叠片，然后用于形成变压器铁芯，它是任何变压器的组成部分。 取向钢用于大型电力和配电变压器以及某些音频输出变压器。

CRNGO 比 CRGO 便宜。 它用于成本比效率更重要的情况，以及磁通方向不恒定的应用，例如带有移动部件的电动机和发电机。 当没有足够的空间来定位组件时，可以使用它来利用晶粒取向电工钢的方向特性。

• 取向硅钢中的磁畴和畴壁
• 取向硅钢中的磁畴和畴壁
• 无取向硅钢中的磁畴和畴壁

这种材料是一种金属玻璃，通过将熔融合金倒在旋转的冷却轮上制成，冷却轮以每秒约 1 兆开尔文的速度冷却金属，速度之快以至于不会形成晶体。 非晶钢仅限于厚度约为 50 µm 的箔。 非晶钢的机械性能使得电机的冲压叠片变得困难。 由于非晶带可以铸造成大约 13 英寸以下的任何特定宽度，并且可以相对容易地剪切，因此它是一种适合缠绕变压器铁芯的材料。