半工艺型无取向电工钢技术条件
2003-08-25 10:08:59
来源：国际电子变压器
半工艺型无取向电工钢技术条件
本标准用固定的编号A683/A683M发布；编号后边的数字代表原来制订的年份，在修订的情况下，则代表修订年份。
1 范围
1.1本标准详细地叙述了平整无取向半工艺型电工钢的技术要求。
1.2本标准规定了主要在工业频率50-60Hz的磁设备中使用的某种钢的最大铁损值。所要求的 铁损和磁导率特性是由用户通过热处理而得到的。
1.3这些无取向半工艺型电工钢是低碳硅铁或者是含有高达2.5％的硅和小于1％铝的硅铝铁合金。
1.4一般标准采用（厘米·克·秒——电磁和英寸——磅）单位制或者国际单位制描述数值。 在该标准中，SI单位被表示在括号中。严密地说，每个单位制描述的数值不相等；因此，应单独地使用每一个单位制。在这个标准中混合使用两个单位制导致结果不一致。
2 参考文件
2.1 ASTM标准
A34/A34M 测试磁性材料的标准方法
A340 有关磁测试的符号和定义术语
A343 在市电频率用瓦持计-安培表-伏特表和25cm艾浦斯坦方框时材料交流磁特性的测试方法
A664 识别ASTM规范中电工钢牌号和叠片钢牌号的方法
A700 国内运输钢产品的包装，标记和装载方法
A719 磁性材料叠装系数的测试方法
A720 无取向电工钢延伸性的测试方法
A971 测试平整电工钢卷羽边和凸度的测试方法
A976 用成份、绝缘能力及其应用对绝缘涂层进行分类
3 术语
3.1该标准中使用的术语和符号在术语A340中
4 分类
4.1本规范描述的无取向电工钢的类型表示在表1中。
5 订货资料
5.1 用户按本标准订货时，应提供足以描述所要求材料性能的下列资料。
5.1.1 ASTM标准号；
5.1.2铁损类型号；
5.1.3表面涂层类型；
5.1.4厚度、宽度和长度（这时用剪切长度代替卷）；
5.1.5所订货物的总重量；
5.1.6钢卷尺寸或重量的限度；
5.1.7最终用户应尽可能多的提供予期应用的有关信息，以使生产者能够提供满足特殊制造要求特性的材料。
5.1.8特殊要求或者这个标准以外的条款。
6 材料及制造
6.1 通常的熔炼和浇铸。
6.1.1 这些半工艺电工钢可用碱性——氧气转炉，电炉或其它炼钢方法冶炼。
6.1.2 这些电工钢的特征在于低碳，一般小于0.030％。主要合金成份一般为硅，但有时会用约0.8％的铝代替；或增加硅，这取决于为了所要求的磁性级别而进行轧制工艺。由于固有的轧制工艺而生产不同级别的钢，所以生产者常常用不同的硅或铝含量。
6.1.3 一般硫含量小于0.025％，并且硫含量越低代表铁损越低。锰含量一般在0.10％和0.70％之间。除在高牌号的铁损型材料中磷、锡、锑可达到0.15％外，其它材料的磷、铜、镍、铬、辊、锑和锡一般仅为残余量。
A.看标准A664；
B.测试密度应是生产者为了满足本标准特性要求而使用的化学成分符合ASTM采用的密度（根据14.2）;
C.在1.57、50Hz下的最大铁损；
D.一半试样沿平行轧制方向剪切，而另一半试样垂直轧制方向剪切。
6.1.4除用户明确表示作为资料需要外，生产者一般不需要报告每批的化学成份。这时，分析报告应由供需之间商定。
6.2常规工艺——半工艺无取向电工钢工序包括热轧、酸洗、冷轧和退火。也可以先进行常化退火接着酸洗。
6.3为了尽可能的发挥有效作用来达到用户的制造实际和获得最终使用的磁特性，有时改变材料的生产工艺，在装运前生产厂应通知用户以便用户有时间评价其作用。
7 要求的磁特性
7.1铁损——电工钢每一铁芯——损耗型号的最大铁损，由表1中所示值来区分。
7.2磁导率——在与决定型号所要求的铁损一致的情况下，在整个磁化期间的磁导率应尽可能的高。典型的相对峰值磁导率值μp在附Ⅺ中给出。
7.3励磁电源——个别类型的电工钢励磁所需要的有效励磁电源对用户非常适用。励磁电流的典型值在附录Ⅺ中给出。
8 表面绝缘特性
8.1除非另有规定，提供的半工艺电工钢具有薄而紧密附在表面的氧化物（A976标准中涂层类型（C-0)，对于大多数小型铁芯该氧化物具有足够的绝缘特性。用户在微氧化气氛的热处理期间，能够加强C—0涂层的绝缘特性。
8.2 实际涂层
8.2.1 也可以供应对于大多数小铁芯具有足够绝缘特性的薄涂层（A976标准C—4——AS和C—5—AS型）的半工艺电工钢。使用C—4—AS和C—5—AS型涂层的主要目的是为了降低用户热处理时钢板表面之间的粘附。
8.2.2 实际上，半工艺电工钢涂层（A967标准中的C—4和C—5涂层）越厚则绝缘特性越高。使用这样的涂层应特别小心，因为涂层具有抑制脱碳的作用，在用户热处理时而脱碳使碳含量达到最小可使铁损降低。
9 机械性能要求
9.1 叠装系数——叠装系数应与实际的一样高。当钢板表面光滑并没有涂层时，一般厚度0.64mm的钢板比厚度0.47mm钢板的叠装系数高。
9.2 延伸性——材料在满足磁性要求的情况下，延性应尽可能的高。当要求延伸性时，其在测试方法A720中描述的延伸性通过弯曲测试确定。延伸性是一种微结构作用并各生产厂家之间可能不同。用户的退火也可影响延伸性。
10 尺寸和允许偏差
10.1厚度——规定的厚度是下列厚度中的一种：0.47mm和0.64mm。
10.2厚度偏差——所供材料的平均厚度应尽可能的接近订货厚度。用接触式的千分尺在离规定宽度的钢板或钢卷边部不小于10mm的地点测试厚度差值（包括边降），如表2所示。
10.3边降——平整的钢带固有的导致边部较其它部分薄，一特征叫做"边降"，"羽毛状"或"非线形度"。边降厚度偏差有时是10.2允许的总厚度偏差的主要部分。确定边降可按测试方法A971进行。
因为边降主要出现在离轧制边25mm或50mm的范围内，所以带边的纵切卷有最大的厚度偏差。下列离边50mm或订货宽度两边更小的地方所测试厚度偏差的最大值应符合：
10.4宽度公差——订货宽度的最大偏差应符合表3的规定。
10.5长度偏差——订货长度的最大偏差应符合表4的规定。
10.6镰刀弯——镰刀弯是侧边偏离直线的最大偏差。用直边靠在凹侧边上进行测试。每2.4mm长的钢长镰刀弯不应大于6.4mm。
10.7脱方度——仅适用于剪切成一定长度的钢板。在钢板直角处放置一直角尺，直角尺一边与钢板一边相切，角尺另一边与钢板另一边的偏差即为脱方度。任何150mm宽或被测钢板部分，此值不得超过1.6mm。
11 工艺和表面光洁度
11.1表面光洁度——在大多数情况下，所供应的这些钢板需要进行光滑表面处理，以使在叠片退火时的粘连减少到最小。这可以有意识地使表面粗化或者叫做防粘结表面化学处理。采用的几种粗糙度范围如下。
用户对表面有要求或者要求表面处理时，在订货时应说明。
11.2不平度——对一般应用的半工艺电工钢板的不平度要一定进行明确的规定是非常困难的；因而没有规定不平度。
11.2.1 不平度应适宜于早期的使用，因此，用户对不平度的任何要求应告诉生产者，实际生产的产品都能达到或优于对不平度的要求。
11.2.2 生产中出现的锐角、波形和瓢曲是不允许的。
11.2.3 评制更严的不平度的程序应符合供需之间的协议。
11.3 表面缺陷——表面应清洁，基本上没有像孔洞、凸包、分层，压痕等缺陷，因为这些缺陷将会妨碍材料的有效使用。
12 取样
12.1 为了便于识别，生产者应对每一个测试批规定一个量。测试批的重量不应超过9100kg。
12.2 测试试样应在工厂最终热处理或作业线切取，最终热处理或作业线对半工艺电工钢的磁特性有重要的影响。
12.3 根据标准A34，全宽度钢卷作为一个测试批应取测试试样。
13 试样制备
13.1 艾浦斯坦测试试样的一半平行于轧制方向，一半垂直于轧制方向，按照标准A34中的图1剪取。
13.2 为了使测试结果符合该标准对磁性要求，测试样应在一个控制质量评价工艺的脱碳气氛中退火。除硅加铝合金含量低于1.3％的温度为745oC外，试样的退火温度应保证达到845oC，在脱碳气氛中保温约1小时。退火气氛应有足够的湿气使试样高度脱碳，但不应使试样过氧化。退火气氛应满足含有20％氢，80％氮和+13oC露点这样的条件。退火时应保持试样平直并使气体通过所有试样的边部。
13.3 在操作中应避免试样任何弯曲、扭转、严重的毛刺或不合理的剪切。
14 测试方法
14.1 根据测试方法A343，需要测试确定铁芯损耗级别的铁损和其它磁性测试。
14.2 为了测试目的，根据A343表示的钢中硅铝含量的不同来确定这些材料的理论密度。百分比硅加上1.7倍的百分比铝含量作为中间因子或融解的硅和铝目标值含量，确定的使用理论密度如下:
15 证明书
15.1装运之后，生产者应尽可能快地把每一测试批材料的平均铁损和其它要求测试值的证明报告提供给用户，以表明材料符合这个标准。
15.2 测试方法和合适的测试条件，包括测试密度应详细地说明。
15.3 测试报告应有组批识别，购买订货号及其他资料，这些对于识别装运材料和装运组批的测试结果是必要的。
16 标记
16.1 每卷或每箱钢板包装的外侧都应有粘贴牢固的标签，标签上应标明用户、钢号、标准号、等级名称、涂层或表面类型名称、厚度、宽度（如果钢板时应有长度），重量和测试组批号。
16.2 每一宽度钢卷自身的外表面应标有标准号、级别名称、涂层或表面类型名称、厚度、宽度、重量和测试组批号。
16.3 在窄卷的情况下，应在每一窄卷的包装上标有标准号、级别名称、涂层或表面类型名称、厚度、宽度和测试组批号。
17 包装
17.1 包装方法，包装重量和装运，除非另有规定，应符合A700标准推荐的最新的复审程序。
18 拒收
18.1 除非另有规定，任何拒收用户在收到材料的适当时间内应报告给生产者。
18.2 对于所报告的验收有缺陷的材料，在用户施工时应放置一边，加以足够的保护，并正确地加以区别。应尽可能快地通知生产者以便开始进行调查。
18.3 样品应能代表拒收材料对生产者是适当的，以使达到双方满意的处理。
附录（非强制性资料）Ⅺ典型特性
X1.1峰值磁导率——按测试方法A343测定的在磁感1.5T时的典型相对峰值磁导率值如表所示。
X1.2励磁功率——按测试方法A343测定材料在1.5T和60Hz下的励磁功率的典型值如表2所示。
压应力对三相感应电机铁芯磁通密度的影响
作用于实际结构铁芯上的应力对磁性是十分敏感的。但这种影响，尚未对铁芯进行充分的研究，因为测定应力的分布是十分困难的。为了详细地研究这种影响，在本文中测量了三相感应电机铁芯在压应力下的局部性能。结果表明，压应力使旋转铁损稍微增加。
本标准用固定的编号A683/A683M发布；编号后边的数字代表原来制订的年份，在修订的情况下，则代表修订年份。
1 范围
1.1本标准详细地叙述了平整无取向半工艺型电工钢的技术要求。
1.2本标准规定了主要在工业频率50-60Hz的磁设备中使用的某种钢的最大铁损值。所要求的 铁损和磁导率特性是由用户通过热处理而得到的。
1.3这些无取向半工艺型电工钢是低碳硅铁或者是含有高达2.5％的硅和小于1％铝的硅铝铁合金。
1.4一般标准采用（厘米·克·秒——电磁和英寸——磅）单位制或者国际单位制描述数值。 在该标准中，SI单位被表示在括号中。严密地说，每个单位制描述的数值不相等；因此，应单独地使用每一个单位制。在这个标准中混合使用两个单位制导致结果不一致。
2 参考文件
2.1 ASTM标准
A34/A34M 测试磁性材料的标准方法
A340 有关磁测试的符号和定义术语
A343 在市电频率用瓦持计-安培表-伏特表和25cm艾浦斯坦方框时材料交流磁特性的测试方法
A664 识别ASTM规范中电工钢牌号和叠片钢牌号的方法
A700 国内运输钢产品的包装，标记和装载方法
A719 磁性材料叠装系数的测试方法
A720 无取向电工钢延伸性的测试方法
A971 测试平整电工钢卷羽边和凸度的测试方法
A976 用成份、绝缘能力及其应用对绝缘涂层进行分类
3 术语
3.1该标准中使用的术语和符号在术语A340中
4 分类
4.1本规范描述的无取向电工钢的类型表示在表1中。
5 订货资料
5.1 用户按本标准订货时，应提供足以描述所要求材料性能的下列资料。
5.1.1 ASTM标准号；
5.1.2铁损类型号；
5.1.3表面涂层类型；
5.1.4厚度、宽度和长度（这时用剪切长度代替卷）；
5.1.5所订货物的总重量；
5.1.6钢卷尺寸或重量的限度；
5.1.7最终用户应尽可能多的提供予期应用的有关信息，以使生产者能够提供满足特殊制造要求特性的材料。
5.1.8特殊要求或者这个标准以外的条款。
6 材料及制造
6.1 通常的熔炼和浇铸。
6.1.1 这些半工艺电工钢可用碱性——氧气转炉，电炉或其它炼钢方法冶炼。
6.1.2 这些电工钢的特征在于低碳，一般小于0.030％。主要合金成份一般为硅，但有时会用约0.8％的铝代替；或增加硅，这取决于为了所要求的磁性级别而进行轧制工艺。由于固有的轧制工艺而生产不同级别的钢，所以生产者常常用不同的硅或铝含量。
6.1.3 一般硫含量小于0.025％，并且硫含量越低代表铁损越低。锰含量一般在0.10％和0.70％之间。除在高牌号的铁损型材料中磷、锡、锑可达到0.15％外，其它材料的磷、铜、镍、铬、辊、锑和锡一般仅为残余量。
A.看标准A664；
B.测试密度应是生产者为了满足本标准特性要求而使用的化学成分符合ASTM采用的密度（根据14.2）;
C.在1.57、50Hz下的最大铁损；
D.一半试样沿平行轧制方向剪切，而另一半试样垂直轧制方向剪切。
6.1.4除用户明确表示作为资料需要外，生产者一般不需要报告每批的化学成份。这时，分析报告应由供需之间商定。
6.2常规工艺——半工艺无取向电工钢工序包括热轧、酸洗、冷轧和退火。也可以先进行常化退火接着酸洗。
6.3为了尽可能的发挥有效作用来达到用户的制造实际和获得最终使用的磁特性，有时改变材料的生产工艺，在装运前生产厂应通知用户以便用户有时间评价其作用。
7 要求的磁特性
7.1铁损——电工钢每一铁芯——损耗型号的最大铁损，由表1中所示值来区分。
7.2磁导率——在与决定型号所要求的铁损一致的情况下，在整个磁化期间的磁导率应尽可能的高。典型的相对峰值磁导率值μp在附Ⅺ中给出。
7.3励磁电源——个别类型的电工钢励磁所需要的有效励磁电源对用户非常适用。励磁电流的典型值在附录Ⅺ中给出。
8 表面绝缘特性
8.1除非另有规定，提供的半工艺电工钢具有薄而紧密附在表面的氧化物（A976标准中涂层类型（C-0)，对于大多数小型铁芯该氧化物具有足够的绝缘特性。用户在微氧化气氛的热处理期间，能够加强C—0涂层的绝缘特性。
8.2 实际涂层
8.2.1 也可以供应对于大多数小铁芯具有足够绝缘特性的薄涂层（A976标准C—4——AS和C—5—AS型）的半工艺电工钢。使用C—4—AS和C—5—AS型涂层的主要目的是为了降低用户热处理时钢板表面之间的粘附。
8.2.2 实际上，半工艺电工钢涂层（A967标准中的C—4和C—5涂层）越厚则绝缘特性越高。使用这样的涂层应特别小心，因为涂层具有抑制脱碳的作用，在用户热处理时而脱碳使碳含量达到最小可使铁损降低。
9 机械性能要求
9.1 叠装系数——叠装系数应与实际的一样高。当钢板表面光滑并没有涂层时，一般厚度0.64mm的钢板比厚度0.47mm钢板的叠装系数高。
9.2 延伸性——材料在满足磁性要求的情况下，延性应尽可能的高。当要求延伸性时，其在测试方法A720中描述的延伸性通过弯曲测试确定。延伸性是一种微结构作用并各生产厂家之间可能不同。用户的退火也可影响延伸性。
10 尺寸和允许偏差
10.1厚度——规定的厚度是下列厚度中的一种：0.47mm和0.64mm。
10.2厚度偏差——所供材料的平均厚度应尽可能的接近订货厚度。用接触式的千分尺在离规定宽度的钢板或钢卷边部不小于10mm的地点测试厚度差值（包括边降），如表2所示。
10.3边降——平整的钢带固有的导致边部较其它部分薄，一特征叫做"边降"，"羽毛状"或"非线形度"。边降厚度偏差有时是10.2允许的总厚度偏差的主要部分。确定边降可按测试方法A971进行。
因为边降主要出现在离轧制边25mm或50mm的范围内，所以带边的纵切卷有最大的厚度偏差。下列离边50mm或订货宽度两边更小的地方所测试厚度偏差的最大值应符合：
10.4宽度公差——订货宽度的最大偏差应符合表3的规定。
10.5长度偏差——订货长度的最大偏差应符合表4的规定。
10.6镰刀弯——镰刀弯是侧边偏离直线的最大偏差。用直边靠在凹侧边上进行测试。每2.4mm长的钢长镰刀弯不应大于6.4mm。
10.7脱方度——仅适用于剪切成一定长度的钢板。在钢板直角处放置一直角尺，直角尺一边与钢板一边相切，角尺另一边与钢板另一边的偏差即为脱方度。任何150mm宽或被测钢板部分，此值不得超过1.6mm。
11 工艺和表面光洁度
11.1表面光洁度——在大多数情况下，所供应的这些钢板需要进行光滑表面处理，以使在叠片退火时的粘连减少到最小。这可以有意识地使表面粗化或者叫做防粘结表面化学处理。采用的几种粗糙度范围如下。
用户对表面有要求或者要求表面处理时，在订货时应说明。
11.2不平度——对一般应用的半工艺电工钢板的不平度要一定进行明确的规定是非常困难的；因而没有规定不平度。
11.2.1 不平度应适宜于早期的使用，因此，用户对不平度的任何要求应告诉生产者，实际生产的产品都能达到或优于对不平度的要求。
11.2.2 生产中出现的锐角、波形和瓢曲是不允许的。
11.2.3 评制更严的不平度的程序应符合供需之间的协议。
11.3 表面缺陷——表面应清洁，基本上没有像孔洞、凸包、分层，压痕等缺陷，因为这些缺陷将会妨碍材料的有效使用。
12 取样
12.1 为了便于识别，生产者应对每一个测试批规定一个量。测试批的重量不应超过9100kg。
12.2 测试试样应在工厂最终热处理或作业线切取，最终热处理或作业线对半工艺电工钢的磁特性有重要的影响。
12.3 根据标准A34，全宽度钢卷作为一个测试批应取测试试样。
13 试样制备
13.1 艾浦斯坦测试试样的一半平行于轧制方向，一半垂直于轧制方向，按照标准A34中的图1剪取。
13.2 为了使测试结果符合该标准对磁性要求，测试样应在一个控制质量评价工艺的脱碳气氛中退火。除硅加铝合金含量低于1.3％的温度为745oC外，试样的退火温度应保证达到845oC，在脱碳气氛中保温约1小时。退火气氛应有足够的湿气使试样高度脱碳，但不应使试样过氧化。退火气氛应满足含有20％氢，80％氮和+13oC露点这样的条件。退火时应保持试样平直并使气体通过所有试样的边部。
13.3 在操作中应避免试样任何弯曲、扭转、严重的毛刺或不合理的剪切。
14 测试方法
14.1 根据测试方法A343，需要测试确定铁芯损耗级别的铁损和其它磁性测试。
14.2 为了测试目的，根据A343表示的钢中硅铝含量的不同来确定这些材料的理论密度。百分比硅加上1.7倍的百分比铝含量作为中间因子或融解的硅和铝目标值含量，确定的使用理论密度如下:
15 证明书
15.1装运之后，生产者应尽可能快地把每一测试批材料的平均铁损和其它要求测试值的证明报告提供给用户，以表明材料符合这个标准。
15.2 测试方法和合适的测试条件，包括测试密度应详细地说明。
15.3 测试报告应有组批识别，购买订货号及其他资料，这些对于识别装运材料和装运组批的测试结果是必要的。
16 标记
16.1 每卷或每箱钢板包装的外侧都应有粘贴牢固的标签，标签上应标明用户、钢号、标准号、等级名称、涂层或表面类型名称、厚度、宽度（如果钢板时应有长度），重量和测试组批号。
16.2 每一宽度钢卷自身的外表面应标有标准号、级别名称、涂层或表面类型名称、厚度、宽度、重量和测试组批号。
16.3 在窄卷的情况下，应在每一窄卷的包装上标有标准号、级别名称、涂层或表面类型名称、厚度、宽度和测试组批号。
17 包装
17.1 包装方法，包装重量和装运，除非另有规定，应符合A700标准推荐的最新的复审程序。
18 拒收
18.1 除非另有规定，任何拒收用户在收到材料的适当时间内应报告给生产者。
18.2 对于所报告的验收有缺陷的材料，在用户施工时应放置一边，加以足够的保护，并正确地加以区别。应尽可能快地通知生产者以便开始进行调查。
18.3 样品应能代表拒收材料对生产者是适当的，以使达到双方满意的处理。
附录（非强制性资料）Ⅺ典型特性
X1.1峰值磁导率——按测试方法A343测定的在磁感1.5T时的典型相对峰值磁导率值如表所示。
X1.2励磁功率——按测试方法A343测定材料在1.5T和60Hz下的励磁功率的典型值如表2所示。
压应力对三相感应电机铁芯磁通密度的影响
作用于实际结构铁芯上的应力对磁性是十分敏感的。但这种影响，尚未对铁芯进行充分的研究，因为测定应力的分布是十分困难的。为了详细地研究这种影响，在本文中测量了三相感应电机铁芯在压应力下的局部性能。结果表明，压应力使旋转铁损稍微增加。
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