Forskningsfremgang av ikke-orienterte silisiumstålkrefter for elektriske motorer til nye energikjøretøyer

GNEE Steel Kornorientert elektrisk stål

Forskjellig fra konvensjonelle industrimotorer, har den nye drivmotoren for energikjøretøy et smalt arbeidsrom, og med høyhastighets og effektiv utvikling av nye energikjøretøyer er drivmotoren mer miniatyrisert, noe som krever at drivmotoren har høy effekttetthet og energikonverteringseffektivitet. Samtidig kreves det at drivmotoren har høye dreiemomentegenskaper for å oppnå nøyaktig dreiemomentkontroll, og på den annen side kreves det at drivmotoren også har høy pålitelighet og miljøtilpasningsevne for å sikre sikkerheten til kjøretøypersonellet.

Finkornforsterkning er en vanlig forsterkningsmetode i jern- og stålmaterialer, gjennom forskyvning av korngrensestifting for å gjøre dislokasjonen nær korngrensen for å forbedre styrken til materialet, og kan forbedre materialets plastiske seighet, derfor er den generelle jern- og stålmaterialer vil bli foredlet korn for å oppnå høy styrke og god plastisk seighet. Økningen av flytestyrke produsert ved finkornforsterkning er ca. 85 MPa, men det tilsvarende jerntapet er høyere på dette tidspunktet. Hovedårsaken til økningen av jerntapet forårsaket av finkornforsterkning er at korngrensen hindrer migrering av magnetiske domenevegger.

Dislokasjonsforsterkning er en av de mest effektive forsterkningsmetodene i stålmaterialer. Dislokasjonsbevegelse samhandler med defektene i matrisen for å forårsake dislokasjonssammenfiltring og forbedre styrken til stålmaterialer. Når oppløste atomer kommer inn i stålmaterialmatrisen, oppstår gitterforvrengning på grunn av forskjellen i atomradius mellom de oppløste atomene og matrisen, noe som resulterer i elastisk spenningsfelt. Spenningsfeltet samhandler med den nærliggende dislokasjonen og øker sklimotstanden til dislokasjonen, og realiserer dermed den solide løsningsforsterkningen til stålet.

For tiden antas det generelt at nedbørsstyrkeeffekten i ferritisk stål avhenger av konkurransen mellom bypassmekanismen og skjæremekanismen, og forsterkningseffekten øker med nedbørsfasens størrelse, og nedbørsstyrkeeffekten er best når nedbørfasen størrelse når en viss kritisk verdi.

Selv om det i konvensjonelle konstruksjonsmaterialer er dislokasjonsforsterkning og finkrystallforsterkning svært effektive måter å forsterke på, sidenikke-orientert silisiumståler et funksjonelt materiale, må det ha utmerkede magnetiske egenskaper, noe som krever at kornene i den ferdige platen er fullstendig omkrystallisert og vokser. Derfor er dislokasjonstettheten og kornstørrelsen relativt lav i den ferdige platen av uorientert silisiumstål, og bidraget fra dislokasjonsforsterkning og finkrystallforsterkning til flytegrenseøkningen er svært begrenset. De kan ikke brukes som forsterkningsmetoder for uorientert silisiumstål alene, og må ofte samarbeide med andre forsterkningsmetoder for å forbedre styrken til uorientert silisiumstål. Kombinasjonen av finkrystallforsterkning, dislokasjonsforsterkning og solid løsningsforsterkning kan betraktes for å oppnå best matching av kraft og magnetiske egenskaper til høyfast ikke-orientert silisiumstål under felles handling av de tre forsterkningsmetodene.

Med den raske utviklingen av nye energikjøretøyer, for å oppnå sine høyfrekvente, effektive og høyhastighets utviklingsbehov, har det blitt fremsatt høyere krav til ytelsen til ikke-orientert silisiumstål som et nøkkelmateriale i rotorjernkjerne, som ikke bare må ha høy magnetisk induksjon og lavt høyfrekvent jerntap, men også ha høy styrke. De mekaniske egenskapene og magnetiske egenskapene til ikke-orientert silisiumstål er vanskelig å ta hensyn til, noe som er flaskehalsproblemet i utviklingen av høyfast ikke-orientert silisiumstål for drivmotorer for nye energikjøretøyer. I ikke-orientert silisiumstål er dislokasjonstettheten relativt lav og kornstørrelsen relativt stor, og bidraget fra dislokasjonsforsterkning og finkrystallforsterkning til flytegrenseøkningen er svært begrenset. De kan ikke brukes som forsterkningsmetoder for ikke-orientert silisiumstål alene. Fin krystallforsterkning, dislokasjonsforsterkning og solid løsningsforsterkning kan kombineres. For å oppnå det beste samsvaret mellom kraft og magnetiske egenskaper til høyfast ikke-orientert silisiumstål. Derfor, gjennom felles handling av ulike forsterkningsmetoder eller bruk av små spredte nano-koherente utfellinger, forventes det å utvikle høyfast ikke-orientert silisiumstål med høy styrke og utmerkede magnetiske egenskaper for ny energikjøretøys drivmotor, som er av stor betydning for å oppnå høykvalitetsutvikling av Kinas nye energibilindustri.