CN109164145A - 硅钢材料各向异性的评价方法及表征方法 - Google Patents

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周前华
石文敏
胡守天
冯大军
沈昕怡
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周玉骏
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    • G—PHYSICS
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    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables

Abstract

本发明公开了一种硅钢材料各向异性的评价方法，对任意角度的试样进行取样，以轧向的测量结果为基准，按照公式Yθ＝bθ/a计算θ角度磁性能的各向异性比，其中，Y表示各向异性、θ表示试样与轧向的夹角、bθ为θ角度下的磁性能、a为轧向的磁性能，能够对材料任意的、且多个角度的性能进行同时比较，为硅钢使用者提供更全面的材料信息，能够更加一目了然的表征硅钢材料的各向异性；与原标准计算方法能够直接进行换算，得到准确的结果；还提出了一种硅钢材料各向异性的表征方法，通过计算Yθ的均值和方差，可以更全面的反映出材料的各向异性性能，均值越接近1则表示材料的各向异性越小，而方差越小则表示材料的各向异性波动越小。

Description

硅钢材料各向异性的评价方法及表征方法
技术领域
本发明涉及硅钢性能测量和评价方法技术领域，具体地指一种 硅钢材料各向异性的评价方法及表征方法。
背景技术
硅钢材料分为取向硅钢和无取向硅钢两种，二者的一个重要区 别是材料的各向异性差别很大。一般来说，变压器因为是静止不动 的，使用过程中一般不用考虑材料的各向异性问题，所以都选用磁 性能更好的取向硅钢。而电机因为工作于旋转状态，理想状态时希 望材料的各向异性相同，这样电机在每个时刻、每个方向的性能都 能保持一致。而实际的情况是，无取向硅钢材料在每个角度上都存 在着各向异性，但这样的差异现在并没有一个很好的表述方法。
经查找，在本领域中现有国标《GB/T 2521.1-2016全工艺冷轧电 工钢第1部分：晶粒无取向钢带(片)》，但并没有相关的专利。国 标中采用的方法为：按照纵向(即轧制方向)和横向(即与轧制方 向垂直的方向)的方法分别取样，然后测量这两个方向的性能，按 照公式计算结果，表征材料的各向异性。
但这样的表征方法存在一些不足之处：首先是该方法只代表了 纵向和横向两个方向的铁损各向异性，无法表征任意多个方向的磁 性能差异；其次是结果表征不够直观，其结果并不能直接反映出纵 向和横向的差别。
发明内容
本发明的目的就是要针对上述技术的不足，提供了一种硅钢材 料各向异性的评价方法及表征方法，能实现在任意角度方向上的评 价和表征。
为实现上述目的，本发明所设计的硅钢材料各向异性的评价方 法，对任意角度的试样进行取样，以轧向的测量结果为基准，按照 公式Yθ＝bθ/a计算θ角度磁性能的各向异性比，其中，Y表示各向异 性、θ表示试样与轧向的夹角、bθ为θ角度下的磁性能、a为轧向的 磁性能、Yθ表示θ角度磁性能的各向异性。
进一步地，所述磁性能包括铁损性能和磁感应强度性能。
还提供一种硅钢材料各向异性的表征方法，以轧向磁性能为基 准，即Yθ1＝Y0＝1，其他角度的结果为Yθ2至Yθn，
均值为：
方差为：
其中，Yθ＝bθ/a，θ表示试样与轧向的夹角、bθ为θ角度下的磁性 能、a为轧向的磁性能、Yθ表示θ角度磁性能的各向异性，n表示θ 的个数且为自然数。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：该硅钢材料各向异性 的评价方法能够对材料任意的、且多个角度的性能进行同时比较， 为硅钢使用者提供更全面的材料信息，能够更加一目了然的表征硅 钢材料的各向异性；与原标准计算方法能够直接进行换算，得到准 确的结果；该硅钢材料各向异性的表征方法通过计算Yθ的均值和方 差，可以更全面的反映出材料的各向异性性能，均值越接近1则表 示材料的各向异性越小，而方差越小则表示材料的各向异性波动越 小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清 楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
硅钢材料各向异性的评价方法，具体评价方法为：对任意角度 的试样进行取样，以轧向的测量结果为基准，按照公式Yθ＝bθ/a计算 θ角度磁性能的各向异性比，其中，Y表示各向异性(Y为异的拼音 首字母)、θ表示试样与轧向的夹角、bθ为θ角度下的磁性能、a为 轧向(即0度)的磁性能、Yθ表示θ角度磁性能的各向异性，磁性 能包括铁损性能和磁感应强度性能。通过不同的Yθ即可看出每个方 向上的材料性能差异，当需要表征多个角度的关系时尤其方便明了。
下面结合具体例子对上述公式进行详细阐述：
先将试样制作成与轧向成0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的 30mm×300mm方圈标样，然后分别对方圈标样进行测量铁损与磁感 应强度，结果如表1所示，并以常规的P1.5/50和B5000作为性能对比 点，得到如表1的各向异性结果，其中，YP表示铁损的各向异性、 YB表示磁感应强度的各向异性。任意角度的各向异性都能简单直接 的进行描述，比如本试样的各向异性结果可直接看出，其P1.5/50铁损 在轧向好，随着与轧向夹角增大而逐步升高；B5000磁感在与轧向时 (即0°时)最好，在与轧向成60°时最差。如果取样角度更多，材料 的各向异性可更完全的进行表示和比较。
表1不同角度下各向异性结果
该公式Yθ＝bθ/a与现有国标《GB/T 2521.1-2016》也能有效替换。 现有国标《GB/T2521.1-2016》中按照公式表征材料的各向 异性。
由公式Yθ＝bθ/a可得经过换算，可得
如表1中YP90＝1.245为例：
由上述可得，本发明评价公式Yθ＝bθ/a可以换算出与国标一致的 结果
本专利还提出了一种新的硅钢材料各向异性的表征方法：
以轧向磁性能为基准，即Yθ1＝Y0＝1，其他角度的结果为Yθ2至 Yθn，n表示θ的个数且为自然数。
均值为：
方差为：
从均值和方差的结果，可以更好的反映出材料的各向异性性能， 均值越接近1则表示材料的各向异性越小，而方差越小则表示材料 的各向异性波动越小。这样既能够表示每个角度的各向异性性能， 也可以对材料的各向异性性能给出一个总体评价。
下面仅以表1为例，计算如下。
其铁损各向异性均值为：
其铁损各向异性方差为：
其磁感的各向异性均值为：
其磁感各向异性方差为：

Claims (3)

1.一种硅钢材料各向异性的评价方法，其特征在于：所述评价方法为：对任意角度的试样进行取样，以轧向的测量结果为基准，按照公式Yθ＝bθ/a计算θ角度磁性能的各向异性比，其中，Y表示各向异性、θ表示试样与轧向的夹角、bθ为θ角度下的磁性能、a为轧向的磁性能、Yθ表示θ角度磁性能的各向异性。
2.根据权利要求1所述硅钢材料各向异性的评价方法，其特征在于：所述磁性能包括铁损性能和磁感应强度性能。
3.一种硅钢材料各向异性的表征方法，其特征在于：以轧向磁性能为基准，即Yθ1＝Y0＝1，其他角度的结果为Yθ2至Yθn，
均值为：
方差为：
其中，Yθ＝bθ/a，θ表示试样与轧向的夹角、bθ为θ角度下的磁性能、a为轧向的磁性能、Yθ表示θ角度磁性能的各向异性，n表示θ的个数且为自然数。
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Title
张正贵: "无取向硅钢织构与性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库》 *

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