Wysokowydajne nieorientowane stale elektrotechniczne o zawartości krzemu przekraczającej dzisiejsze limity: nowe materiały dla zelektryfikowanej przyszłości

Dofinansowanie z Research Fund for Coal and Steel RFCS

Edycja konkursu: RFCS-2022

Tytuł projektu w polskim: Wysokowydajne nieorientowane stale elektrotechniczne o zawartości krzemu przekraczającej dzisiejsze limity: nowe materiały dla zelektryfikowanej przyszłości

Tytuł projektu w angielskim: High-performant non-oriented electrical steels with a silicon content beyond today's limits: new materials for an electrified future

Numer umowy: 101112518

Okres realizacji: 01.09.2023 - 28.02.2027

Wartość projektu: 2.055.154,65 EURO 

Wartość przyznanych środków: 1.233.092,79 EURO

Budżet PL: 316,345,00 EURO

Dofinansowanie PL: 189.807.00 EURO

Kierownik projektu: prof. dr hab. Elżbieta Jartych

Streszczenie: 

Każdego roku na całym świecie marnuje się energię elektryczną wartą miliardy euro ze względu na nieoptymalne właściwości materiałów stosowanych jako elementy magnetyczne w energoelektronice (maszyny elektryczne, takie jak transformatory, silniki czy generatory). Najczęściej stosowanym w tym celu materiałem magnetycznym jest stal elektrotechniczna żelazowo-krzemowa zawierająca około 3% wagowych krzemu. Od dawna wiadomo, że znacznie lepsze byłoby zwiększenie zawartości krzemu do 6,5% wagowych. Można by budować maszyny elektryczne, które byłyby lżejsze, bardziej kompaktowe i bardziej energooszczędne. Powodem, dla którego nie stało się to jeszcze rzeczywistością, jest to, że stale zawierające taką ilość krzemu są zbyt kruche, aby można je było stosować w rzeczywistych urządzeniach. W najnowszej literaturze przedstawiono obiecujące przykłady, w których wykonano stal elektrotechniczną o większej zawartości krzemu, unikając jednocześnie kruchości. Odbywa się to poprzez stopowanie Fe-Si z dodatkowymi pierwiastkami i obróbkę końcową stali w określony sposób. Istnieje wiele stopni swobody w tym zakresie, a literatura podaje jedynie pojedyncze i fragmentaryczne wyniki. Co więcej, większość skutecznych procedur nie nadaje się do wykorzystania na skalę przemysłową. Brakuje także wglądu w mechanizmy leżące u podstaw obserwowanego zachowania, w szczególności w zakresie związku między przejściem porządek-nieporządek w Fe-Si a początkiem stanu kruchości. W tym projekcie proponujemy badanie tworzenia stopów i przetwarzania Fe-Si w sposób systematyczny, za pomocą uzupełniającego arsenału technik walcowania, globalnych i lokalnych metod charakteryzacji oraz symulacji ab initio. Wyniki tego projektu umożliwią producentom stali opracowanie procedur produkcji i przetwarzania pozwalających uzyskać najwyższej jakości stal elektrotechniczną.