--- title: "Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und…" description: "Vergleichen Sie Elektroblechsorten, magnetische Eigenschaften, Normen und die Regelung der Kernverluste für effiziente Transformator- und Motorkerne." canonical: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste language: de robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/electrical-steels-grades-magnetic-properties-and-core-loss-control.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/elektrotechnické-oceli-jakosti-magnetické-vlastnosti-a-řízení-ztrát-v-jádře.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/aceros-eléctricos-grados-propiedades-magnéticas-y-control-de-las-pérdidas-en-el-núcleo.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/aciers-électriques-nuances-propriétés-magnétiques-et-maîtrise-des-pertes-fer.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/villamos-acélok-minőségek-mágneses-tulajdonságok-és-a-magveszteség-szabályozása.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/acciai-elettrici-qualità-proprietà-magnetiche-e-controllo-delle-perdite-nel-nucleo.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/elektrostaalsoorten-kwaliteiten-magnetische-eigenschappen-en-beheersing-van-kernverliezen.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/stale-elektrotechniczne-gatunki-właściwości-magnetyczne-i-kontrola-strat-w-rdzeniu.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/aços-elétricos-classes-propriedades-magnéticas-e-controlo-das-perdas-no-núcleo.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/электротехнические-стали-марки-магнитные-свойства-и-контроль-потерь-в-сердечнике.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/elektrik-çelikleri-kaliteler-manyetik-özellikler-ve-nüve-kayıplarının-kontrolü.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/电工钢-牌号-磁性能与铁芯损耗控制.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/電磁鋼板-種類-磁気特性-鉄損の制御.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/الفولاذ-الكهربائي-الدرجات-والخصائص-المغناطيسية-والتحكم-في-فاقد-القلب.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/전기강판-등급-자기적-특성-및-철심-손실-제어.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/famílias-de-aços/aços-elétricos-classes-propriedades-magnéticas-e-controle-das-perdas-no-núcleo.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/विद्युत-इस्पात-ग्रेड-चुंबकीय-गुणधर्म-और-कोर-हानि-नियंत्रण.md content_hash: sha256:3e65332df1bcbf8ce473eb6801cc31e01ddeaf82ee094b815696d36fcbc0ce6f generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste > Canonical URL: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und Kontrolle der Kernverluste](/images/uploads/3561eeb2-22ea-480b-bc22-8fd06ca693af/wiki-hero-electrical-steel-laminations-assembled-into-a-transformer-core-beside-a-motor-st-1920x823.jpg) Stahlgruppen # Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und Kontrolle der Kernverluste Vergleichen Sie Elektroblechsorten, magnetische Eigenschaften, Normen und die Regelung der Kernverluste für effiziente Transformator- und Motorkerne. ![Porträt von Anders Bergström, Reporter der Stahlbranche](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/de/nachrichten/autor/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Stahlgruppen 60+ Min. Lesezeit Aktualisiert 14.08.2026 Evidenzbasiert geprüft Auf dieser SeiteAuf dieser Seite - [Was Elektroband ist – und was die Werkstoffbezeichnung nicht aussagt](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#was-elektroband-ist-und-was-die-werkstoffbezeichnung-nicht-aussagt "Was Elektroband ist – und was die Werkstoffbezeichnung nicht aussagt") - [Die drei Werkstoffklassen: nicht kornorientiert, kornorientiert und halbverarbeitet](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#die-drei-werkstoffklassen-nicht-kornorientiert-kornorientiert-und-halbverarbeitet "Die drei Werkstoffklassen: nicht kornorientiert, kornorientiert und halbverarbeitet") - [Wie ASTM- und IEC-Normen die Güten von Elektroblech ordnen](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wie-astm-und-iec-normen-die-güten-von-elektroblech-ordnen "Wie ASTM- und IEC-Normen die Güten von Elektroblech ordnen") - [Nicht kornorientiertes Elektroband: Güten, Verarbeitung und magnetische Verwendung](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#nicht-kornorientiertes-elektroband-güten-verarbeitung-und-magnetische-verwendung "Nicht kornorientiertes Elektroband: Güten, Verarbeitung und magnetische Verwendung") - [Kornorientiertes Elektroband und Goss-Textur](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#kornorientiertes-elektroband-und-goss-textur "Kornorientiertes Elektroband und Goss-Textur") - [Silizium, Aluminium, Kohlenstoff und die Metallurgie magnetischer Verluste](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#silizium-aluminium-kohlenstoff-und-die-metallurgie-magnetischer-verluste "Silizium, Aluminium, Kohlenstoff und die Metallurgie magnetischer Verluste") - [Der Eisenverlust aufgeschlüsselt: Hysterese, Wirbelströme und Zusatzverlust](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#der-eisenverlust-aufgeschlüsselt-hysterese-wirbelströme-und-zusatzverlust "Der Eisenverlust aufgeschlüsselt: Hysterese, Wirbelströme und Zusatzverlust") - [Blechdicke, Beschichtung und Isolierbeschichtungen als Maßnahmen zur Verlustbegrenzung](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#blechdicke-beschichtung-und-isolierbeschichtungen-als-maßnahmen-zur-verlustbegrenzung "Blechdicke, Beschichtung und Isolierbeschichtungen als Maßnahmen zur Verlustbegrenzung") - [Magnetische Prüfung: Epstein-, Einzelblech- und unidirektionale Verfahren](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#magnetische-prüfung-epstein-einzelblech-und-unidirektionale-verfahren "Magnetische Prüfung: Epstein-, Einzelblech- und unidirektionale Verfahren") - [Wie man eine Güteklasse oder ein Datenblatt liest, ohne es falsch zu verstehen](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wie-man-eine-güteklasse-oder-ein-datenblatt-liest-ohne-es-falsch-zu-verstehen "Wie man eine Güteklasse oder ein Datenblatt liest, ohne es falsch zu verstehen") - [Fertigungsvariablen, die die magnetischen Eigenschaften verändern](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#fertigungsvariablen-die-die-magnetischen-eigenschaften-verändern "Fertigungsvariablen, die die magnetischen Eigenschaften verändern") - [Auslegung von Transformator- und Rotationsmaschinenkernen anhand des Materialverhaltens](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#auslegung-von-transformator-und-rotationsmaschinenkernen-anhand-des-materialverhaltens "Auslegung von Transformator- und Rotationsmaschinenkernen anhand des Materialverhaltens") - [Ein praxisorientierter Vergleichsrahmen für Elektrobandgüten](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#ein-praxisorientierter-vergleichsrahmen-für-elektrobandgüten "Ein praxisorientierter Vergleichsrahmen für Elektrobandgüten") ## Was Elektroband ist – und was die Werkstoffbezeichnung nicht aussagt ### Elektroband als Werkstoff für Magnetkreise Elektroband ist eine Werkstofffamilie aus ferromagnetischen Blech- und Bandprodukten, die dafür entwickelt wurden, wechselnden magnetischen Fluss bei kontrollierten Verlusten zu führen. Es handelt sich weder um eine einzige Zusammensetzung noch um ein einziges Gefüge oder einen einzigen Verarbeitungszustand. Der Werkstoff bildet die Blechpakete oder gewickelten Bänder in Motoren, Generatoren, Transformatoren, Drosseln und anderen Magnetkreisen. Dort muss sich der Stahl wiederholt magnetisieren und entmagnetisieren lassen, ohne zu viel elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Diese Funktion stellt andere Anforderungen als diejenigen, die an Baustahl gestellt werden. Ein Magnetkern benötigt bei seiner vorgesehenen Betriebsinduktion eine hohe Permeabilität, bei seiner vorgesehenen Frequenz begrenzte Ummagnetisierungsverluste, eine ausreichende mechanische Handhabungsfestigkeit sowie eine elektrisch isolierende Oberfläche zwischen benachbarten Blechen. Der Stahl wird daher durch Schmelzen, Walzen, Glühen, Oberflächenbehandlung und teilweise durch Spannungs- oder Laserbehandlung verarbeitet, um sein magnetisches Verhalten zu steuern. #### Drei Elektrobandklassen Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband Geliefert mit bereits eingestelltem vorgesehenem magnetischem Zustand und ausgelegt für ein relativ ähnliches magnetisches Verhalten in der Blechebene. Halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband Geliefert vor der abschließenden Wärmebehandlung des Anwenders zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften. Vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband Geliefert mit einer ausgeprägten kristallografischen Textur, die die Magnetisierung entlang der Walzrichtung begünstigt. Elektrobandklassen unterscheiden sich hinsichtlich Textur, Lieferzustand und vorgesehenem magnetischem Kreis. | Materialklasse | Magnetische Richtungsabhängigkeit | Lieferzustand | Typischer Auslegungskontext | |---|---|---|---| | Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband | Relativ ähnliche Reaktion in der Blechebene | Endgültiger magnetischer Zustand eingestellt | Rotierende Maschinen | | Halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband | Relativ ähnliche Reaktion in der Blechebene nach der Endverarbeitung | Weitere Verarbeitung durch den Anwender erwartet | Komponenten rotierender Maschinen, die ein abschließendes Glühen erfordern | | Vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband | Ausgeprägte Bevorzugung der Walzrichtung | Vor der Lieferung vollständig verarbeitet | Magnetische Flusspfade von Transformatoren | Profil kornorientierter Güten Qualitatives Profil von kornorientiertem Elektroband: starkes Verhalten in Walzrichtung und begrenzte Gleichmäßigkeit quer zur Walzrichtung. Drei Produktklassen sollten voneinander getrennt betrachtet werden. Vollständig verarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband ist für ein relativ ähnliches magnetisches Verhalten in verschiedenen Richtungen innerhalb der Blechebene ausgelegt und wird daher häufig in rotierenden Maschinen eingesetzt. Halbverarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband wird mit der Erwartung geliefert, dass während des abschließenden Glühvorgangs des Anwenders eine weitere magnetische Verbesserung erzielt wird. Vollständig verarbeitetes kornorientiertes Elektroband wird mit einer ausgeprägten kristallografischen Textur hergestellt, üblicherweise der Goss-Textur, sodass die Magnetisierung in Walzrichtung besonders günstig ist. Dies sind unterschiedliche ingenieurtechnische Produkte und nicht lediglich verschiedene Punkte auf einer Skala des Siliziumgehalts. #### Bestandteile des Kernverlusts - **Hystereseverlust** Energie, die während zyklischer Magnetisierung durch die irreversible Bewegung von Domänenwänden dissipiert wird. - **Klassischer Wirbelstromverlust** Wärme, die durch im leitfähigen Blech induzierte Kreisströme erzeugt wird. - **Zusatzverlust** Zusätzlicher dynamischer Verlust im Zusammenhang mit sich bewegenden Domänenstrukturen und lokalen Wechselwirkungen. Die Verlustmechanismen erklären, warum das Blech lamelliert wird. Die Studie des Karlsruhe Institute of Technology aus dem Jahr 2017 unterteilt die Verluste eines Transformatorkerns in Hystereseverluste, klassische Wirbelstromverluste und Zusatzverluste. Hystereseverluste entstehen durch irreversible Aspekte der Domänenwandbewegung während der Änderung des Magnetfelds. Wechselnder magnetischer Fluss induziert außerdem Umlaufströme innerhalb des Stahls; diese klassischen Wirbelströme dissipieren aufgrund des elektrischen Widerstands Energie. Zusatzverluste stellen zusätzliche dynamische Verluste dar, die mit der Bewegung von Domänenstrukturen und deren lokalen Wechselwirkungen verbunden sind. Dünnes Blech verkürzt den für Wirbelströme verfügbaren Weg. Eine isolierende Beschichtung trennt die einzelnen Bleche elektrisch voneinander. Ein höherer Silizium- und Aluminiumgehalt erhöht im Allgemeinen den elektrischen Widerstand, während die Prozessführung und die Texturkontrolle die Domänenwandbewegung und die Permeabilität beeinflussen. Eine Ausrichtung der Körner kann die Verluste in einer bevorzugten Richtung verringern. Keine dieser Maßnahmen stellt jedoch eine allgemeingültige Rangfolge auf: Dicke, Chemische Zusammensetzung, Textur, Beschichtung, Glühbehandlung, Spannung und Betriebsinduktion wirken zusammen. ### Werkstoffbezeichnung im Vergleich zur gemessenen magnetischen Eigenschaft Eine Werkstoffbezeichnung ist nur zusammen mit der maßgeblichen Norm und dem Lieferzustand aussagekräftig. Eine auf einem Werkszeugnis angegebene Bezeichnung legt für sich genommen keine einzelne magnetische Eigenschaft fest, die unverändert auf jede Kernauslegung übertragen werden kann. Die Bezeichnung kennzeichnet eine Klasse und einen Spezifikationsrahmen; das gemessene Ergebnis gehört zu einer bestimmten Prüfbedingung. Ausgewählte ASTM-Dokumente ordnen Elektroband nach Materialklasse, Beschichtung und Prüffunktion. | Norm | Geltungsbereich | Lieferung oder Funktion | |---|---|---| | ASTM A677 | Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband | Materialspezifikation | | ASTM A683 | Halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband | Materialspezifikation | | ASTM A876 | Vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband | Materialspezifikation | | ASTM A976 | Isolierende Beschichtungen für Elektroband | Klassifizierung der Beschichtung | | ASTM A804/A804M | Magnetische Messungen in einer Richtung | Prüfverfahren | ASTM International bietet über das Subcommittee A06.02 eine nützliche Übersicht über die Normen. ASTM A677 gilt für vollständig verarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband, ASTM A683 für halbverarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband, ASTM A876 für vollständig verarbeitetes kornorientiertes Elektroband und ASTM A976 für die Klassifizierung elektrischer Isolierbeschichtungen auf Elektroband. Der Unterschied zwischen A677 und A683 ist nicht nur äußerlicher Natur. Die eine Norm beschreibt einen Werkstoff, der in einem fertigen magnetischen Zustand geliefert wird, während die andere einen Werkstoff betrifft, dessen abschließende Verarbeitung seine magnetischen Eigenschaften verändern kann. #### Prüfbedingung nicht loslösen Ein Verlustwert nach ASTM A677 ist durch die Frequenz von 60 Hz, die Induktion von 1.5 T und das Epstein-Prüfverfahren definiert. Ein bei einer anderen Frequenz, Induktion oder Probengeometrie gemessener Wert beantwortet eine andere Fragestellung. ASTM A677 klassifiziert Güten von vollverarbeitetem nicht kornorientiertem Elektroband anhand des maximalen Kernverlusts bei 60 Hz und 1.5 T unter Verwendung des Epstein-Verfahrens. Strong evidence \[1\] \[1\] [**ASTM A677-07: Standard Specification for Nonoriented Electrical Steel**](https://store.astm.org/a0677-07.html). ASTM International. ASTM International standard, 2007.Nach ASTM A677 werden Güten für magnetische Geräte, die hauptsächlich bei 50 und 60 Hz betrieben werden, anhand des maximalen Ummagnetisierungsverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird, wie in der hier zitierten Ausgabe von 2007 festgelegt. Ein angegebener A677-Verlustwert ist daher als „Verlust bei 60 Hz, 1,5 T, nach Epstein“ zu verstehen und nicht als frequenzunabhängige Konstante. Ein bei 1,0 T oder bei 400 Hz gemessener Wert beantwortet eine andere Frage. Die Induktionsbedingung muss beim Vergleich kornorientierter Eigenschaften erhalten bleiben. | Bezeichnung kornorientierter Güten | Vorgegebene Prüf-Induktion | |---|---| | Konventionelle Güten | 1.5 T | | Andere kornorientierte Güten | 1.7 T | #### Induktion mit Induktion vergleichen Ein numerisch niedrigerer Verlust bei 1.5 T ist nicht unmittelbar mit einem bei 1.7 T gemessenen Verlust vergleichbar. Vor einer Rangordnung der Güten müssen Frequenz, Induktion, Richtung und Verfahren beibehalten werden. Bei kornorientierten Werkstoffbezeichnungen ist noch größere Sorgfalt erforderlich. ASTM A876, zitiert in der Ausgabe von 2017, gilt für kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einem Siliziumgehalt von etwa 3,2 % und umfasst konventionelle, hochpermeable sowie lasergeritzte Güten. Die ASTM-Praxis unterscheidet konventionelle kornorientierte Güten, die für Prüfungen bei 1,5 T vorgesehen sind, von anderen kornorientierten Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind. Eine Güte mit einem niedrigeren angegebenen Verlust bei einer bestimmten Induktion kann nicht gegenüber einer anderen Güte als überlegen erklärt werden, wenn diese bei einer anderen Induktion geprüft wurde. IEC 60404-8-3:2023 gilt für kaltgewalztes nichtkornorientiertes Elektroband und -blech, das im halbverarbeiteten Zustand geliefert wird. Zu den Nennstärken gehören 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm; außerdem werden Anforderungen an magnetische Eigenschaften, Abmessungen, Toleranzen und die Prüfung festgelegt. IEC 60404-8-7:2017 gilt für kaltgewalztes kornorientiertes Band und Blech im vollständig verarbeiteten Zustand, einschließlich Goss-texturiertem Werkstoff mit Nennstärken von 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Diese Dickenbezeichnungen beschreiben Produkte innerhalb einer Norm; sie sagen nicht das vollständige Verlustverhalten jedes montierten Kerns voraus. Für den Siliziumgehalt gilt dieselbe Einschränkung. Die Beschreibung eines Siliziumgehalts von etwa 3,2 % in ASTM A876 kennzeichnet einen wichtigen Bereich der Chemischen Zusammensetzung der dort erfassten kornorientierten Stähle. Der Siliziumanteil allein gibt jedoch keinen Aufschluss über die Schärfe der Textur, die Domänenverfeinerung, das Verhalten der Beschichtung, die Spannungsempfindlichkeit oder den gemessenen Verlust. Zwei Stähle mit ähnlichem Siliziumgehalt können sich unterschiedlich verhalten, weil Walzen, Glühen, Korngröße und Textur voneinander abweichen. ### Warum Frequenz, Induktion, Richtung und Probenverfahren von Bedeutung sind Der Ummagnetisierungsverlust ist bedingungsabhängig. Die Frequenz verändert die Anzahl der Magnetisierungszyklen pro Sekunde und damit die relativen Beiträge von Hysterese-, Wirbelstrom- und Zusatzverlusten. Die Induktion verändert den magnetischen Aussteuerbereich und kann den Werkstoff in einen Bereich führen, in dem das Verhalten der Domänenwände und die lokale Sättigung deutlich höhere Verluste verursachen. Die Dicke ist insbesondere für die Wirbelstromverluste von Bedeutung, kann jedoch nicht losgelöst vom elektrischen Widerstand und der Qualität der Isolierung betrachtet werden. Die Richtung ist für kornorientierten Stahl entscheidend. Sein günstiger magnetischer Weg verläuft im Wesentlichen in Walzrichtung, während ein quer oder schräg dazu verlaufender Weg eine andere Permeabilität und andere Verluste aufweisen kann. Nichtkornorientierter Stahl ist weniger richtungsabhängig, jedoch nicht vollkommen richtungsunabhängig. Schnittkanten, Stanzspannungen, Biegen, Stoßstellen und das Einspannen können das Ergebnis ebenfalls gegenüber dem an unverformtem Blech gemessenen Wert verändern. ASTM A804/A804M stellt Messungen in einer Richtung an thermisch planplaniertem kornorientiertem Elektroband bereit, deren Ergebnisse mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar sind. Strong evidence Das Probenverfahren legt die Geometrie und den Magnetkreis fest, mit denen der Messwert ermittelt wird. ASTM A804/A804M, zitiert in der Ausgabe von 2021, ist hauptsächlich für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch planem kornorientiertem Elektroband vorgesehen, das als Blechmaterial für Transformatorkerne verwendet wird. Die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar. Diese Aussage bedeutet jedoch nicht, dass jeder magnetische Test austauschbar ist. Ein Ergebnis eines Einzelstreifen- oder unidirektionalen Verfahrens und ein Epstein-Ergebnis müssen jeweils durch Verfahren, Richtung und Probenvorbereitung gekennzeichnet sein. #### Mindestangaben für einen verantwortungsvollen Vergleich 1. **Materialklasse** Nicht kornorientiertes, kornorientiertes oder halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband angeben. 2. **Norm und Bezeichnung** Die maßgebliche Spezifikation und das zugrunde liegende Güteklassensystem nennen. 3. **Lieferzustand** Angeben, ob das Produkt vollverarbeitet oder halbverarbeitet ist. 4. **Dicke** Nenndicke getrennt von der Güte aufzeichnen. 5. **Magnetische Bedingungen** Frequenz, Spitzeninduktion, gegebenenfalls Wellenform und gegebenenfalls Walzrichtung angeben. 6. **Prüf- und Oberflächenzustand** Probenverfahren und Beschichtungszustand angeben. Das sichere Vergleichsformat umfasst daher die Werkstoffklasse, die Norm und die Bezeichnung, den Lieferzustand, die Nennstärke, die Frequenz, die Spitzeninduktion, gegebenenfalls die Walzrichtung, das Probenverfahren und den Zustand der Beschichtung. „0,30 mm kornorientierter Stahl“ ist unvollständig. „Vollständig verarbeiteter kornorientierter Stahl nach IEC 60404-8-7:2017, 0,30 mm, in Walzrichtung bei einer angegebenen Frequenz und Induktion mit einem angegebenen Verfahren gemessen“ kann verantwortungsvoll verglichen werden. #### Keinen isolierten Verlustwert verwenden Einem Kernverlustergebnis stets Materialklasse, Lieferzustand, Dicke, Frequenz, Spitzeninduktion, gegebenenfalls Wellenform, Probenverfahren, Richtung und Beschichtungszustand zuordnen. Eine Angabe zum Kernverlust ohne diese Bedingungen ist keine übertragbare Leistungskennzahl. Sie ist lediglich ein losgelöster Messwert. ## Die drei Werkstoffklassen: nicht kornorientiert, kornorientiert und halbverarbeitet Elektrobandstahl ist keine Werkstoffkategorie mit einer einzigen Einstufung von „niedrigem Siliziumgehalt“ bis „hohem Siliziumgehalt“. Die erste Unterscheidung betrifft die Lieferklasse und die kristallografische Struktur: vollverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl, vollverarbeiteter kornorientierter Elektrobandstahl oder halbverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl. Jede Klasse erreicht den Anwender in einem anderen metallurgischen Zustand, wird unter unterschiedlichen magnetischen Richtungen und Prüfbedingungen gemessen und kann unterschiedlich auf Stanzen, Spannungsarmglühen, Beschichten und Montieren reagieren. Das ASTM-Subkomitee A06.02 bietet eine nützliche Übersicht über die einschlägigen Normen. ASTM A677 behandelt vollverarbeiteten nicht kornorientierten Elektrobandstahl; ASTM A683 behandelt halbverarbeiteten nicht kornorientierten Elektrobandstahl; ASTM A876 behandelt vollverarbeiteten kornorientierten Elektrobandstahl; und ASTM A976 klassifiziert elektrische Isolierbeschichtungen. Die entsprechenden IEC-Dokumente ergänzen eine wichtige Unterscheidung: IEC 60404-8-3:2023 behandelt kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektroband und -blech, das im halbverarbeiteten Zustand geliefert wird, während IEC 60404-8-7:2017 kaltgewalztes kornorientiertes Elektroband und -blech behandelt, das im vollverarbeiteten Zustand geliefert wird. Das magnetische Ergebnis kann nicht allein aus der Gütebezeichnung abgelesen werden. Frequenz, Spitzeninduktion, Probenverfahren, Walzrichtung, Dicke, Beschichtung und Lieferzustand müssen jeden angegebenen Wert für Kernverlust oder Permeabilität begleiten. ### Vollverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl Vollverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl wird so ausgelegt, dass seine magnetischen Eigenschaften im Wesentlichen festgelegt sind, bevor der Werkstoff den Komponentenhersteller erreicht. Seine Körner weisen nicht die starke bevorzugte Ausrichtung auf, die für kornorientierten Transformatorstahl charakteristisch ist. Stattdessen ist die magnetische Reaktion in der Blechebene annähernd isotrop: Der magnetische Fluss kann sich in verschiedenen Blechrichtungen bewegen, ohne den sehr großen Vorteil in Walzrichtung, der mit einer Goss-Textur verbunden ist. Das Wort „annähernd“ ist entscheidend. Die Verarbeitung erzeugt weiterhin Textur, Eigenspannungen, Kanteneffekte und Richtungsunterschiede; nicht kornorientiert bedeutet daher nicht vollkommen richtungsunabhängig. ASTM A677, die 2007 von ASTM International zitiert wurde, behandelt vollverarbeitete nicht kornorientierte Elektrobandstähle, die hauptsächlich in magnetischen Geräten für 50 und 60 Hz eingesetzt werden. Die Güten werden anhand des maximalen Kernverlusts klassifiziert, der bei **60 Hz und 1,5 T** nach dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird. Diese Bezeichnung ist eine prüfbasierte Klassifizierung und kein universeller Verlustwert für jeden Motor, Generator oder jede Drossel. Eine bei einer anderen Induktion, Frequenz oder Signalform geprüfte Probe kann ein anderes Ergebnis liefern. Das Epstein-Ergebnis sagt außerdem nicht automatisch das magnetische Verhalten eines gestanzten und montierten Kerns voraus, bei dem Schneidspannungen, Grate, Stoßstellen, Klemmkräfte und lokale Flussverzerrungen den Verlust beeinflussen. Nicht kornorientiertes Blech wird daher mit magnetischen Kreisen in Verbindung gebracht, in denen sich die Flussrichtung innerhalb der Maschine oder Komponente ändert. Statoren von Motoren und Generatoren sind das geläufigste Beispiel, obwohl die Werkstoffklasse selbst keine bestimmte Maschinenauslegung vorschreibt. Das Fehlen einer starken Ausrichtung in nur eine Richtung macht die mittlere Reaktion in der Blechebene nützlicher, wenn sich der Flusspfad dreht oder mehrere Blechrichtungen umfasst. Der Kernverlust hat mehrere voneinander getrennte physikalische Ursachen. Die Studie des Karlsruhe Institute of Technology aus dem Jahr 2017 unterteilt den Kernverlust eines Transformators in Hystereseverluste, klassische Wirbelstromverluste und Zusatzverluste. Hystereseverluste entstehen durch die Bewegung von Domänenwänden bei der Umkehr der Magnetisierung. Klassische Wirbelstromverluste entstehen, wenn ein veränderlicher Fluss umlaufende Ströme im elektrisch leitfähigen Blech induziert. Zusatzverluste erfassen weitere dynamische Effekte, die mit der Bewegung von Domänenstrukturen und ihren lokalen Wechselwirkungen verbunden sind. Der angegebene Kernverlust einer Güte ist die kombinierte Messung unter festgelegten Bedingungen und keine direkte Messung eines einzelnen Mechanismus. Die Dicke steht insbesondere mit dem klassischen Wirbelstromanteil in Verbindung, da dünnere Lamellen die Größe der Stromschleifen begrenzen. Die elektrische Isolierung zwischen den Lamellen erfüllt auf Ebene des Blechpakets dieselbe grundlegende elektrische Aufgabe. Ein höherer Silizium- und Aluminiumgehalt kann den elektrischen Widerstand erhöhen und dadurch den Wirbelstromverlust verringern; die Zusammensetzung beeinflusst jedoch auch die Sättigungsinduktion, die Duktilität, das Verarbeitungsverhalten und die Textur. Der Siliziumanteil ist daher eine Auslegungsvariable und kein Ersatz für die Werkstoffklassifizierung oder den gemessenen Verlust. Auch vollverarbeiteter Werkstoff kann während der Fertigung Eigenschaftsänderungen erleiden. Das Stanzen führt in der Nähe der Schnittkanten zu plastischer Verformung und Eigenspannungen. Schweißen, Klemmen und enge Biegungen können die lokale Permeabilität verändern und den Verlust erhöhen. Das Wort „verarbeitet“ beschreibt den Lieferzustand des Stahls; es garantiert nicht, dass ein fertiger Kern das vom Lieferanten am Blech ermittelte Prüfergebnis beibehält. ### Vollverarbeiteter kornorientierter Elektrobandstahl Goss-Textur **Goss-Textur** Eine kristallografische Textur in kornorientiertem Elektroband, bei der eine günstige Richtung leichter Magnetisierung ungefähr entlang der Walzrichtung liegt. Vollverarbeiteter kornorientierter Elektrobandstahl wird gezielt für eine starke kristallografische Vorzugsrichtung entwickelt. Bei der üblichen transformatororientierten Textur ist die Richtung der leichten Magnetisierung eng an der Walzrichtung ausgerichtet. Das magnetische Verhalten ist folglich stark richtungsabhängig: Permeabilität und Verlust sind vergleichsweise günstig, wenn der Fluss der Walzrichtung folgt, während das Verhalten quer zur Walzrichtung oder in einer quer gewalzten Richtung deutlich anders sein kann. Eine kornorientierte Güte darf niemals durch eine einzige ungerichtete magnetische Kennzahl beschrieben werden. \[2\] \[2\] [**ASTM A876-17: Standard Specification for Flat-Rolled, Grain-Oriented, Silicon-Iron, Electrical Steel**](https://store.astm.org/a0876-17r26.html). ASTM International. ASTM International standard, 2017. \[3\] \[3\] [**IEC 60404-8-7:2017**](https://webstore.iec.ch/en/publication/32891). International Electrotechnical Commission. IEC standard, 2017. ASTM A876, die 2017 von ASTM International identifiziert wurde, behandelt kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einem Siliziumgehalt von ungefähr **3,2 %** und umfasst konventionelle, hochpermeable und lasergeschriebene Güten. IEC 60404-8-7:2017 behandelt kaltgewalztes kornorientiertes Band und Blech, das vollverarbeitet geliefert wird. Zu den aufgeführten Nenndicken gehören **0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm**; sie sind damit deutlich geringer als die nominalen halbverarbeiteten Dicken des nicht kornorientierten Elektrobandstahls, die in IEC 60404-8-3:2023 festgelegt sind. Diese Dicken stellen keine universelle Leistungsskala dar. Kornorientierung, Domänenverfeinerung, Beschichtung, Spannungszustand und magnetische Prüfbedingung tragen sämtlich zum Ergebnis bei. Laserschreiben beispielsweise ist eine Behandlung zur Domänensteuerung, die das magnetische Verhalten verändern soll; es macht ein kornorientiertes Blech nicht zu einem nicht kornorientierten Blech. Auch die ASTM-Praxis unterscheidet konventionelle kornorientierte Güten, die für Prüfungen bei **1,5 T** bestimmt sind, von anderen kornorientierten Güten, die für Prüfungen bei **1,7 T** bestimmt sind. Die Induktion muss zusammen mit dem Eigenschaftswert angegeben werden. „Kernverlust einer kornorientierten Güte“ ist unvollständig, sofern die Angabe nicht die Frequenz, die Induktion, das Probenverfahren und die Richtung nennt. ASTM A804/A804M:2021 ist hauptsächlich für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch spannungsarmgeglühtem kornorientiertem Elektrobandstahl bestimmt, der als Blechmaterial für Transformatorlamellen verwendet wird. Die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar; auch dieser Vergleich hängt jedoch von der festgelegten Probe und dem festgelegten Verfahren ab. Die Kornorientierung unterstützt Transformatorauslegungen, bei denen der hauptsächliche Flusspfad entlang der Walzrichtung angeordnet werden kann. Stoßstellen unterbrechen diesen Pfad, und in der Nähe von Ecken oder Stufenüberlappungen kann sich der lokale Fluss quer durch das Blech bewegen. Die gemessene Eigenschaft in Walzrichtung beschreibt daher eine entscheidende Werkstoffrichtung und nicht jeden Punkt in einem montierten Kern. ### Halbverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl Beim halbverarbeiteten Verfahren erfolgt die Entwicklung der magnetischen Eigenschaften innerhalb der Fertigungsfolge des Anwenders. Halbverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl erreicht den Hersteller, bevor der endgültige magnetische Zustand festgelegt wurde. Nachfolgende Arbeitsgänge – üblicherweise Stanzen und anschließend eine festgelegte Wärmebehandlung – bleiben für die Kornstruktur, die Eigenspannungen, die Kohlenstoffkontrolle, den Isolationszustand und den magnetischen Verlust relevant. Der Lieferzustand ist Bestandteil der Gütebeschreibung und keine nebensächliche Anmerkung. \[4\] \[4\] [**IEC 60404-8-3:2023**](https://webstore.iec.ch/en/publication/68450). International Electrotechnical Commission. IEC standard, 2023. IEC 60404-8-3:2023 behandelt kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektroband und -blech, das halbverarbeitet geliefert wird, mit Nenndicken von **0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm**. Die Norm behandelt magnetische Eigenschaften, Maßtoleranzen und Prüfverfahren. ASTM A683 nimmt in der Normenübersicht des ASTM-Subkomitees A06.02 die entsprechende Position für halbverarbeiteten nicht kornorientierten Elektrobandstahl ein. Halbverarbeitet **Halbverarbeitet** Ein Lieferzustand, bei dem vom Anwender erwartet wird, vor der Einstellung des vorgesehenen magnetischen Zustands eine weitere Verarbeitung, üblicherweise einen abschließenden Glühvorgang, durchzuführen. Die vor der Wärmebehandlung durch den Hersteller geprüfte Eigenschaft eines halbverarbeiteten Blechs entspricht nicht zwangsläufig der Eigenschaft nach dieser Behandlung. Das Stanzen kann Verformungen und Kantenschäden verursachen; der anschließende Wärmezyklus kann einen Teil der Spannungen abbauen und die endgültige magnetische Reaktion verändern. Temperatur, Zeit, Atmosphäre, Ofenführung, Bauteilgeometrie und die Beständigkeit der Beschichtung können sämtlich von Bedeutung sein. Zwei aus derselben gelieferten Gütebezeichnung gefertigte Kerne können sich daher unterscheiden, wenn ihre Fertigungsgeschichten voneinander abweichen. Diese Klasse wird häufig mit vollverarbeitetem nicht kornorientiertem Elektrobandstahl verwechselt, da beide nicht kornorientiert sind und beide in magnetischen Kreisen rotierender Maschinen eingesetzt werden können. Der Unterschied liegt im noch nicht abgeschlossenen magnetischen Verarbeitungsweg. Aus der Dicke, dem Siliziumgehalt und dem Wort „nicht kornorientiert“ lässt sich nicht erkennen, ob eine spätere Behandlung vorgesehen ist. Zuerst müssen die maßgebliche Norm und der Lieferzustand geprüft werden; erst danach ermöglichen die angegebene Frequenz, Induktion, Richtung, das Probenverfahren und die Verlustanteile einen aussagekräftigen Vergleich. ## Wie ASTM- und IEC-Normen die Güten von Elektroblech ordnen Normen für Elektroblech bilden keine einzige allgemeingültige Gü ten-Tabelle. Sie unterteilen das Material nach Magnetklasse, Bearbeitungszustand, Produktform, Prüfbedingung und Oberflächenisolierung. Eine Bezeichnung in einem Dokument kann daher nicht als direkter Ersatz für eine Bezeichnung in einem anderen Dokument gelesen werden. Die maßgebliche ASTM-Systematik stammt vom Unterausschuss A06.02. ASTM A677 behandelt voll bearbeitetes nicht-kornorientiertes Elektroblech; ASTM A683 behandelt halbbearbeitetes nicht-kornorientiertes Elektroblech; ASTM A876 behandelt voll bearbeitetes kornorientiertes Elektroblech; und ASTM A976 klassifiziert Isolierbeschichtungen für Elektroblech. Diese Dokumente haben unterschiedliche Aufgaben. A677 und A876 sind Werkstoffspezifikationen, A976 betrifft die Klassifizierung von Beschichtungen, und Prüfnormen wie ASTM A804/A804M legen fest, wie bestimmte magnetische Eigenschaften gemessen werden. IEC-Dokumente ordnen das Material auf ähnliche, aber nicht identische Weise. IEC 60404-8-3:2023 behandelt kaltgewalztes nicht-kornorientiertes Elektroband und -blech, das im halbbearbeiteten Zustand geliefert wird. IEC 60404-8-7:2017 behandelt kaltgewalztes kornorientiertes Elektroband und -blech, das im voll bearbeiteten Zustand geliefert wird. Die Normen legen zulässige Produktkategorien und erforderliche Eigenschaften fest; sie machen aus der Dicke, dem Siliziumgehalt oder einer Beschichtungsklasse keine allgemeingültige Leistungsrangfolge. ### ASTM A677 und voll bearbeitete nicht-kornorientierte Güten ASTM A677 ist die Spezifikation für voll bearbeitete nicht-kornorientierte Elektrobleche, die hauptsächlich in magnetischen Geräten für 50 und 60 Hz verwendet werden. „Nicht-kornorientiert“ bedeutet, dass die magnetischen Eigenschaften nicht in einer einzigen, gezielt entwickelten Walzrichtung konzentriert sind, wie dies bei kornorientiertem Transformatorblech der Fall ist. Das Material wird in einem fertigen magnetischen Zustand geliefert, sodass vom Käufer nicht erwartet wird, das abschließende Spannungsarmglühen durchzuführen, das für die halbbearbeitete Verarbeitung charakteristisch ist. Nach ASTM A677 werden die Güten anhand des maximalen Ummagnetisierungsverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird, entsprechend der im Jahr 2007 dokumentierten Beschreibung von ASTM International. Diese Aussage enthält vier notwendige Einschränkungen: maximaler Verlust, 60 Hz, 1,5 T und Epstein-Probekörper. Wird eine davon weggelassen, ist der Gütenvergleich unvollständig. Ein bei 50 Hz, bei einer anderen Induktion oder mit einer anderen Probekörpergeometrie gemessener Verlust ist nicht dieselbe angegebene Eigenschaft. Die Bezeichnung „voll bearbeitet“ sagt für sich genommen auch nichts über die genaue Aufteilung zwischen Hystereseverlust, klassischem Wirbelstromverlust und Zusatzverlust aus. Die Studie des Karlsruhe Institute of Technology aus dem Jahr 2017 behandelt diese als getrennte Beiträge zum Verlust eines Transformatorkerns. Die Bewegung von Blochwänden trägt zum Hystereseverlust bei. Ein wechselnder magnetischer Fluss treibt innerhalb des Blechs Kreisströme an, die den klassischen Wirbelstromverlust verursachen, während der Zusatzverlust zusätzliche dynamische Domänenprozesse beschreibt. Korngröße, Textur, Restspannung, Blechdicke, Schichtdicke und elektrische Isolierung beeinflussen dieses Verhältnis. A677 sollte daher als ein festgelegter Spezifikations- und Prüfrahmen verstanden werden und nicht als Aussage, dass sich jede nicht-kornorientierte Güte in einem Motor, einer Drossel oder einem Hochfrequenzbauteil identisch verhält. Die Prüfinduktion von 1,5 T ist Bestandteil der Gütenklassifizierung. Sie stellt keine allgemeine Betriebsgrenze dar. ASTM A683 umfasst die benachbarte Kategorie des halbbearbeiteten nicht-kornorientierten Elektroblechs. Ihre Aufnahme in die Systematik der A06.02-Normen ist insofern bedeutsam, als halbbearbeitetes Blech in einem Zustand geliefert wird, der vor der Herstellung seines vorgesehenen magnetischen Zustands eine nachfolgende Verarbeitung, üblicherweise einen abschließenden Glühvorgang, erfordert. A677 und A683 unterscheiden somit sowohl den Lieferzustand als auch die Magnetklasse. Werden beide Produkte lediglich als „nicht-kornorientiertes Elektroblech“ bezeichnet, wird ein Fertigungsunterschied verschleiert, der das nach dem Verarbeitungsschritt des Anwenders gemessene Ergebnis verändern kann. ### ASTM A876 und kornorientierte Bezeichnungen ASTM A876 behandelt voll bearbeitete, kohlenstoffarme kornorientierte Silizium-Eisen-Elektrobleche mit einem Siliziumgehalt von ungefähr 3,2 %, entsprechend der Beschreibung von ASTM International aus dem Jahr 2017. Ihre kristallografische Textur wird so entwickelt, dass das magnetische Verhalten in Walzrichtung besonders günstig ist. Dies ist eine andere Werkstoffklasse als voll bearbeitetes nicht-kornorientiertes Elektroblech und nicht lediglich eine Variante desselben mit höherem Siliziumgehalt. Die Spezifikation umfasst herkömmliche, hochpermeable und lasergeritzte kornorientierte Güten. Die Kategorie der lasergeritzten Güten weist auf ein Verarbeitungsverfahren hin, das die Domänenstruktur und den magnetischen Verlust verändern soll; sie bedeutet nicht, dass das Material ohne identische Prüfbedingungen mit einer nicht lasergeritzten Güte verglichen werden kann. Die Praxis der ASTM zur Gütenbezeichnung unterscheidet außerdem herkömmliche kornorientierte Güten, die für Prüfungen bei 1,5 T vorgesehen sind, von anderen kornorientierten Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind. Die Induktion gehört zusammen mit der angegebenen Eigenschaft betrachtet. Ein numerischer Verlustwert ohne die zugehörige spezifizierte Induktion ist unvollständig. Die Walzrichtung ist bei kornorientiertem Elektroblech besonders wichtig. Ein parallel zur Walzrichtung gemessenes Ergebnis kann nicht direkt auf einen quer zur Walzrichtung liegenden Bereich oder einen Schnittkantenbereich in einem gefertigten Kern übertragen werden. Schneiden, Stanzen, Biegen, die Gestaltung von Stoßstellen und die einwirkende Spannung können das magnetische Verhalten, das die Spezifikation an kontrollierten Probekörpern misst, beeinträchtigen. ASTM A804/A804M ist in erster Linie eine Prüfnorm für magnetische Wechselstromeigenschaften bei einachsiger Magnetisierung von wärmeplaniertem kornorientiertem Elektroblech. Ihre Ergebnisse sind mit denen des 25-cm-Epsteinverfahrens vergleichbar, wie ASTM im Eintrag zur Ausgabe von 2021 angibt. Sie ist kein Ersatz für die Werkstoffspezifikation A876 und sollte nicht als eigenständige Gütenfamilie behandelt werden. Sie stellt ein Prüfverfahren für eine relevante Klasse kornorientierten Kernmaterials bereit. ### IEC 60404-8-3:2023 und IEC 60404-8-7:2017 IEC 60404-8-3:2023 legt Anforderungen an kaltgewalztes nicht-kornorientiertes Elektroband und -blech fest, das im halbbearbeiteten Zustand geliefert wird. Die darin angegebene Reihe von Nennblechdicken umfasst 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. Das Dokument behandelt magnetische Eigenschaften, Maßtoleranzen und Prüfverfahren als Bestandteile der Produktspezifikation. Diese Dicken sind keine austauschbaren Gütenbezeichnungen. Die Dicke beeinflusst den klassischen Wirbelstromverlust, weil ein dünnerer elektrischer Weg die Strecke begrenzt, über die sich Kreisströme entwickeln können. Der gemessene Ummagnetisierungsverlust hängt jedoch ebenfalls von spezifischem Widerstand, Isolierung, Frequenz, Induktion, Textur, Spannung und dem abschließenden Verarbeitungszustand ab. Ein Produkt mit 0,50 mm ist daher nicht unter jeder Prüf- oder Anwendungsbedingung automatisch einem Produkt mit 0,65 mm überlegen. IEC 60404-8-7:2017 behandelt kaltgewalztes kornorientiertes Elektroband und -blech, das im voll bearbeiteten Zustand geliefert wird. Sie umfasst Material mit Goss-Textur in den Nennblechdicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm sowie herkömmliche und hochpermeable Klassen. Die Goss-Textur richtet günstige kristallografische Richtungen an der Walzrichtung aus, was den stark richtungsabhängigen Charakter des Materials erklärt. Die IEC- und ASTM-Dokumente sollten anhand ihres Geltungsbereichs und ihrer Prüfbedingungen verglichen werden, nicht durch den Versuch, jede Bezeichnung wortwörtlich zu übertragen. IEC 60404-8-3 betrifft halbbearbeitetes nicht-kornorientiertes Blech, während ASTM A677 voll bearbeitetes nicht-kornorientiertes Elektroblech betrifft. IEC 60404-8-7 betrifft voll bearbeitetes kornorientiertes Blech, während ASTM A876 voll bearbeitetes kornorientiertes Silizium-Eisen-Elektroblech behandelt. Ähnliche Begriffe beseitigen nicht den Unterschied im Lieferzustand. ASTM A976 fügt eine weitere Ebene hinzu, indem die Norm Isolierbeschichtungen klassifiziert. Die Beschichtung begrenzt den elektrischen Kontakt zwischen den Blechlagen und beeinflusst dadurch die zwischen den Lagen fließenden Wirbelströme. Eine Beschichtungsklasse ist jedoch keine Güte des Elektroblechs. Ebenso sind ein höherer Silizium- oder Aluminiumgehalt, ein dünneres Blech, eine Ausrichtung der Körner und eine Oberflächenisolierung Mechanismen zur Verlustbegrenzung und keine allgemeingültigen Indikatoren für das Verhalten eines bestimmten Materials. Die Normbezeichnung bleibt nur zusammen mit ihrer Klasse, ihrem Lieferzustand, ihrer Frequenz, ihrer Induktion, ihrem Probekörperverfahren und – soweit relevant – ihrer Walzrichtung aussagekräftig. ## Nicht kornorientiertes Elektroband: Güten, Verarbeitung und magnetische Verwendung ### Die Bedeutung von vollverarbeitetem nicht kornorientiertem Elektroband Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband ist ein kaltgewalzter, siliciumhaltiger Magnetstahl, der vom Hersteller mit bereits festgelegten endgültigen magnetischen Eigenschaften geliefert wird. Seine Körner sind nicht in einer einzigen ausgeprägten kristallografischen Richtung ausgerichtet. Stattdessen wird das Material so verarbeitet, dass die magnetischen Eigenschaften relativ ähnlich bleiben, wenn der magnetische Fluss in unterschiedlichen Richtungen innerhalb der Blechebene verläuft. „Nicht kornorientiert“ beschreibt daher die magnetische Textur, während „vollverarbeitet“ den Lieferzustand bezeichnet. Keiner der beiden Begriffe legt für sich genommen den Siliciumgehalt, die Dicke oder einen bestimmten Eisenverlustwert fest. Diese Unterscheidung ist wichtig, weil Bezeichnungen für Elektroband an Normen und Prüfbedingungen gebunden sind. ASTM A677 gilt für vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband, das hauptsächlich in magnetischen Geräten für 50 und 60 Hz eingesetzt wird. Nach dieser Spezifikation werden die Güten anhand des maximalen Eisenverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird (ASTM International, 2007). Eine Gütenbezeichnung stellt folglich eine unter einem festgelegten Messverfahren bestimmte Grenze dar und ist keine universelle Vorhersage des Verlusts bei jeder Frequenz, Induktion, Wellenform, Temperatur oder Magnetisierungsrichtung. Auch das Epstein-Ergebnis muss in seinem Zusammenhang betrachtet werden. Bei der Prüfung werden eine definierte Probenanordnung und ein festgelegter magnetischer Wechselfluss verwendet; sie bildet nicht jede Belastung, jede Stoßstelle, jede Stanzkante, jede Beschichtung oder jede örtliche Flussverzerrung in einem Motorständer nach. Der bei 60 Hz und 1,5 T gemessene Eisenverlust sollte daher stets zusammen mit diesen Bedingungen angegeben werden. Ein Wert ohne Angabe von Frequenz, Induktion und Probenverfahren verleitet zu einem irreführenden Vergleich. Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Blech unterscheidet sich von halbverarbeitetem nicht kornorientiertem Blech. Das ASTM-Unterkomitee A06.02 führt ASTM A677 für vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband und ASTM A683 für halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband auf. IEC 60404-8-3:2023 behandelt kaltgewalzte Bänder und Bleche aus nicht kornorientiertem Elektroband, die im halbverarbeiteten Zustand geliefert werden, einschließlich der Nenndicken 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. Halbverarbeitetes Material kann nach dem Stanzen noch einer abschließenden Glühung unterzogen werden, häufig als Bestandteil des Verarbeitungswegs des Herstellers. Sein Lieferzustand ist daher hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften nicht mit demjenigen vollverarbeiteter Bleche gleichzusetzen. Diese Unterscheidung verhindert einen häufigen Fehler: eine Dicke oder einen nominalen Siliciumgehalt so zu behandeln, als handele es sich dabei um eine Güte. Zwei Bleche gleicher Dicke können sich hinsichtlich Textur, Korngröße, Eigenspannungen, Beschichtung und gemessenem Eisenverlust unterscheiden. Umgekehrt weist ein dünneres Blech nicht automatisch einen geringeren Gesamtverlust auf, wenn sich die Verarbeitung oder die magnetischen Prüfbedingungen unterscheiden. ### Die Rolle der Walz- und Glühgeschichte #### Fertigungsvariablen, die das magnetische Verhalten beeinflussen - **Kaltverformung** Führt zu Versetzungen, gespeicherter Spannung und Veränderungen der Textur. - **Erholung und Rekristallisation** Bauen Verformungen ab und erzeugen neue Kornstrukturen. - **Kornwachstum** Verändert die Dichte der Korngrenzen und die Wege der magnetischen Domänenwände. - **Schneiden und Stanzen** Fügen lokale plastische Verformung und Eigenspannung hinzu. - **Einspannen und Schichten** Üben mechanische Spannung aus und können die Zwischenlagenisolierung beschädigen. Das Walzen erzeugt zwar die Geometrie des Blechs, verändert jedoch zugleich den inneren Zustand des Metalls. Die plastische Verformung führt Versetzungen ein, verändert die kristallografische Textur und speichert Verformungsenergie. Vor der Glühung erschweren diese Effekte gewöhnlich die Bewegung von Domänenwänden und erhöhen den magnetischen Verlust. Stanzen, Scheren, Biegen und Fügen können weitere örtliche Spannungen verursachen, insbesondere in der Nähe geschnittener Kanten. Die endgültige Eigenschaft ist daher das Ergebnis der Verarbeitung und nicht lediglich der chemischen Zusammensetzung. Durch Glühen werden Erholung und Rekristallisation ermöglicht. Während der Erholung wird ein Teil der gespeicherten Verformungsenergie abgebaut. Während der Rekristallisation bilden sich neue, relativ spannungsfreie Körner und wachsen. Korngröße und kristallografische Textur hängen anschließend von Temperaturen, Zeiten, Aufheiz- und Abkühlbedingungen, dem Walzplan und den vorausgegangenen Schritten der Stahlerzeugung ab. Kornwachstum kann die Zahl der Korngrenzen verringern, die bewegte Domänenwände passieren müssen. Ein übermäßiges oder unzureichend kontrolliertes Kornwachstum kann jedoch das mechanische Verhalten beeinflussen und eine ungeeignete Textur hervorbringen. Der zweckmäßige magnetische Zustand ist ein Gleichgewicht, das durch den gesamten Verarbeitungsweg bestimmt wird. Der Silicium- und Aluminiumgehalt beeinflusst den elektrischen Widerstand und das magnetische Verhalten, doch die Chemie allein bestimmt nicht die Leistungsfähigkeit. Ein höherer elektrischer Widerstand kann zirkulierende Wirbelströme verringern, während Walzen und Glühen bestimmen, wie sich diese chemische Zusammensetzung in Textur, Korngröße und Spannungszustand auswirkt. Deshalb können zwei nominell ähnliche Güten unterschiedliche Verluste aufweisen, wenn eine davon während der Fertigung verformt wurde oder nach einer anderen Glühbehandlung geprüft wird. Der Verlust selbst setzt sich aus mehreren Bestandteilen zusammen. Eine Studie des Karlsruher Instituts für Technologie aus dem Jahr 2017 beschreibt den Verlust in Transformatorenkernen anhand von Hystereseverlust, klassischem Wirbelstromverlust und Zusatzverlust. Der Hystereseverlust steht mit der irreversiblen Bewegung von Domänenwänden und Änderungen der Magnetisierung in Zusammenhang. Der klassische Wirbelstromverlust entsteht, wenn ein wechselnder magnetischer Fluss elektrische Ströme im Stahl induziert. Der Zusatzverlust umfasst weitere dynamische Effekte, die mit der Bewegung und Wechselwirkung magnetischer Domänen verbunden sind. Diese Bestandteile reagieren unterschiedlich auf Frequenz, Induktion, elektrischen Widerstand, Kornstruktur und Spannung. Die Blechdicke beeinflusst hauptsächlich den für Wirbelströme verfügbaren Weg; deshalb können dünnere Lamellen diesen Verlustanteil verringern. Sie beseitigt jedoch weder den Hystereseverlust noch den Zusatzverlust. Ebenso behält eine nominell verlustarme Güte ihre geprüften Eigenschaften nicht bei, wenn das Stanzen starke Eigenspannungen hinterlässt oder wenn die Lamellen durch eine beschädigte Beschichtung elektrisch miteinander verbunden sind. Die Oberflächenisolierung ist Bestandteil des magnetischen Systems. Eine isolierende Beschichtung erhöht den elektrischen Widerstand zwischen benachbarten Lamellen und begrenzt den Zwischenlagenstrom. ASTM A976 behandelt die Klassifizierung von Isolierbeschichtungen für Elektroband. Beschichtungsart, Bedeckung, Haftung, Aushärtung und Beschädigungen beim Schneiden oder Schichten können den Eisenverlust des zusammengesetzten Kerns beeinflussen. Das Stahlsubstrat und seine Beschichtung müssen daher gemeinsam betrachtet werden. ### Warum das nicht kornorientierte Verhalten in rotierenden Magnetkreisen wichtig ist Ein Transformator führt den magnetischen Fluss im Allgemeinen in einer bevorzugten Richtung und kann dadurch die starke kristallografische Ausrichtung von kornorientiertem Elektroband nutzen. Bei einem Motor oder Generator ist dies anders. Während sich der Rotor bewegt, ändert der magnetische Fluss in den Statorzähnen und im Statorjoch seine Richtung rund um die Maschine. Außerdem ändert der Fluss seine Richtung örtlich in der Nähe von Zahngründen, Nuten, Ecken und Stoßstellen. Ein Blech mit geringem Verlust nur in einer bevorzugten Richtung würde diese Eigenschaft daher nicht im gesamten rotierenden Magnetkreis bereitstellen. Nicht kornorientiertes Elektroband begegnet diesem Richtungsproblem, indem es die Unterschiede zwischen den magnetischen Reaktionen in der Blechebene begrenzt. Das Ziel ist kein identisches Verhalten in jeder Richtung; die reale Textur und die Verarbeitung führen weiterhin zu richtungsabhängigen Unterschieden. Angestrebt wird vielmehr eine geeignete magnetische Reaktion entlang der wechselnden Flusspfade in rotierenden Maschinen. \[5\] \[5\] [**ASTM A804/A804M-04(2021): Standard Test Method for Alternating-Current Magnetic Properties of Thermally Treated Grain-Oriented Electrical Steel**](https://store.astm.org/a0804_a0804m-04r21.html). ASTM International. ASTM International standard, 2021. Die Abgrenzung gegenüber kornorientiertem Elektroband ist in der Normenübersicht ausdrücklich festgelegt. ASTM A876 behandelt kornorientierte Siliciumstähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und etwa 3,2 % Silicium, einschließlich konventioneller, hochpermeabler und lasergeschriebener Güten. IEC 60404-8-7:2017 behandelt vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband mit den Nenndicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Konventionelle kornorientierte Güten werden für die Prüfung bei 1,5 T bezeichnet, während andere kornorientierte Güten für die Prüfung bei 1,7 T bezeichnet werden. ASTM A804/A804M ist hauptsächlich für unidirektionale Messungen an thermisch abgeflachtem kornorientiertem Elektroband vorgesehen; die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar. Diese Ergebnisse sollten nicht unmittelbar auf eine nicht kornorientierte Güte für rotierende Maschinen übertragen werden. Bei nicht kornorientiertem Material vergleichen Ingenieure den relevanten Verlust und die Permeabilität bei der für die Anwendung maßgeblichen Frequenz, Induktion, Wellenform, Walzrichtung, dem entsprechenden Probenverfahren und Lieferzustand. Die richtige Frage lautet nicht, ob ein Blech mehr Silicium enthält oder dünner ist. Entscheidend ist vielmehr, ob seine verarbeitete magnetische Struktur, seine Isolierung und sein geprüfter Verlust geeignet bleiben, wenn der magnetische Fluss im fertigen Kern wiederholt seine Richtung ändert. ## Kornorientiertes Elektroband und Goss-Textur ![Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und Kontrolle der Kernverluste](/images/uploads/a61fffef-ac45-49ba-9380-aad412302165/wiki-inline-goss-textured-grain-oriented-electrical-steel-showing-crystal-orientation-and-ro-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/a61fffef-ac45-49ba-9380-aad412302165/wiki-inline-goss-textured-grain-oriented-electrical-steel-showing-crystal-orientation-and-ro-2027x2560.avif "Bild vergrößern — Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und Kontrolle der Kernverluste")Grain-oriented steel gains its magnetic advantage from texture aligned with the rolling direction. ### Goss-Textur und Magnetisierung in Walzrichtung Kornorientiertes Elektroband wird nicht allein durch den Siliziumgehalt oder die Blechdicke definiert. Sein charakteristisches Merkmal ist eine kontrollierte kristallografische Textur, die durch Walzen, Glühen und Sekundärrekristallisation erzeugt wird. Bei der angestrebten Goss-Orientierung liegt beim kubisch-raumzentrierten Eisenkristall die \\(\\{110\\}\\)-Ebene ungefähr parallel zur Bandoberfläche und die \\(\\langle001\\rangle\\)-Richtung parallel zur Walzrichtung. Die Bezeichnung wird häufig als \\(\\{110\\}\\langle001\\rangle\\) angegeben. Diese Orientierung ist von Bedeutung, weil die Magnetisierung entlang der kubischen \\(\\langle001\\rangle\\)-Richtungen leichter erfolgt als entlang der ungünstigeren kristallografischen Richtungen. Wenn bei zahlreichen Körnern eine leichte Magnetisierungsrichtung nahe an der Walzrichtung liegt, können sich magnetische Domänen ausbreiten und sich Domänenwände bei geringerer Feldstärke bewegen. Das Ergebnis ist eine hohe Permeabilität und ein geringerer Hystereseverlust, wenn der Wechselmagnetfluss der Walzrichtung folgt. Quer über das Band kann dasselbe Material ein deutlich anderes magnetisches Verhalten zeigen. Ein quer zur Walzrichtung gemessener Wert ist daher nicht mit einem Wert in Walzrichtung austauschbar. Die Textur ist niemals vollständig gleichförmig. Körner weichen von der idealen Goss-Orientierung ab, und die Verteilung dieser Abweichungen beeinflusst Permeabilität, Koerzitivfeldstärke und Verluste. Lokale Textur, Korngröße, Restspannung, Oberflächenzustand und die magnetische Wechselwirkung zwischen benachbarten Körnern tragen sämtlich dazu bei. Eine Gütebezeichnung kann diese Variablen für sich allein nicht ausdrücken. Kornorientiertes Band wird normalerweise so eingesetzt, dass der magnetische Pfad an der Walzrichtung ausgerichtet ist, etwa bei Transformatorenschenkeln und -jochen. Schneiden, Gestaltung der Verbindungsstellen, Stanzspannungen, Biegen und Klemmen können das angestrebte Verhalten beeinträchtigen. Ein als unbeschädigte, vollständig verarbeitete Probe gemessener Bandabschnitt kann daher geringere Verluste zeigen als ein fertiger Kern mit Schnittkanten, Verbindungsstellen und eingebrachter Spannung. Kernverluste müssen außerdem nach ihren physikalischen Beiträgen aufgeschlüsselt werden. Die 2017 veröffentlichte Studie des Karlsruher Instituts für Technologie behandelt den Verlust eines Transformatorkerns als Summe aus Hystereseverlust, klassischem Wirbelstromverlust und Zusatzverlust. Der Hystereseverlust steht mit der irreversiblen Bewegung und Rotation von Domänenwänden während jedes Magnetisierungszyklus in Zusammenhang. Der klassische Wirbelstromverlust entsteht durch Ströme, die vom sich ändernden Magnetfluss induziert werden, während der Zusatzverlust zusätzliche dynamische Verluste bezeichnet, die mit einer nicht gleichförmigen Bewegung der Domänenwände und lokalisierten magnetischen Vorgängen verbunden sind. Dünnes Band verringert die für Wirbelströme verfügbaren Wege. Eine elektrisch isolierende Beschichtung erhöht zusätzlich den elektrischen Widerstand zwischen den Lamellen und begrenzt dadurch die Stromzirkulation innerhalb eines Kernpakets. Silizium und Aluminium können den elektrischen spezifischen Widerstand erhöhen, doch ihre Wirkungen stehen auch mit Textur, Verarbeitung, Duktilität, Kornstruktur und Glühbehandlung in Wechselwirkung. Keine dieser Maßnahmen bestimmt unabhängig davon den Gesamtverlust einer Güteklasse. Die Prüfbedingung gehört zu jeder Angabe einer Eigenschaft. „Kernverlust“ ohne Frequenz, Spitzeninduktion, Probenverfahren und Richtung ist unvollständig. Für unidirektionale Messungen ist ASTM A804/A804M-04(2021) hauptsächlich für thermisch nachbehandeltes kornorientiertes Elektroband vorgesehen und liefert Ergebnisse, die mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar sind. Die Messung ist besonders für Bandmaterial für Transformatorenkernlamellen relevant, bei dem der Magnetfluss in eine Richtung verlaufen soll, anstatt sich wie in vielen Motorkernen zu drehen. ### Konventionelle und hochpermeable Klassen IEC 60404-8-7:2017 behandelt kaltgewalztes kornorientiertes Elektroband und -blech, das im vollständig verarbeiteten Zustand geliefert wird. Der Geltungsbereich umfasst Goss-texturiertes Material mit Nennstärken von 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm und unterscheidet zwischen konventionellen und hochpermeablen Klassen. „Vollständig verarbeitet“ bedeutet, dass die für das Produkt festgelegte magnetische Verarbeitung, einschließlich der abschließenden Glühbehandlung und Isolierbehandlung, vor der Lieferung abgeschlossen wurde; vom Anwender wird nicht erwartet, dass er die magnetischen Eigenschaften durch ein weiteres abschließendes Glühen entwickelt. Die Bezeichnungen „konventionell“ und „hochpermeabel“ beschreiben Klassen der magnetischen Leistung innerhalb kornorientierter Stähle. Sie bedeuten nicht, dass jedes hochpermeable Blech bei jeder möglichen Induktion, Frequenz, Richtung oder Kernkonstruktion geringere Verluste aufweist. Die Permeabilität hängt von Feldstärke und Induktion ab, während sich der Kernverlust mit Frequenz, Spitzeninduktion, Wellenform, Spannung, Probengeometrie und der Isolierung zwischen den Lamellen ändert. ASTM A876 behandelt kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einem Siliziumgehalt von ungefähr 3,2 %. Die Norm umfasst die Kategorien konventionell, hochpermeabel und lasergeritzt. Die Praxis zur ASTM-Gütebezeichnung unterscheidet außerdem konventionelle kornorientierte Güten, die für Prüfungen bei 1,5 T vorgesehen sind, von anderen kornorientierten Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind. Diese Angaben zur Induktion sind entscheidend: Ein Verlustwert bei 1,5 T kann nicht unmittelbar mit einem Wert bei 1,7 T verglichen und als Rangfolge der Stähle allein interpretiert werden. Dies ist ein Grund dafür, dass Gütennummern und Blechdicken ein schlechter Ersatz für gemessene magnetische Daten sind. Eine dünnere Lamelle verringert bei ansonsten vergleichbaren Bedingungen normalerweise den klassischen Wirbelstromverlust, doch das Messergebnis wird ebenfalls durch Texturqualität, spezifischen Widerstand, Beschichtungswiderstand, Domänenstruktur und die vorgegebene Induktionswellenform bestimmt. Eine Bezeichnung als hochpermeabel weist auf eine Klasse hin, die durch die Anforderungen der jeweils geltenden Norm definiert ist; sie macht die Blechdicke nicht zu einem universellen Leistungsindex. Die Normenübersicht verdeutlicht die Unterscheidung zwischen den Stahlklassen. Das ASTM-Subkomitee A06.02 führt ASTM A677 für vollständig verarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband, ASTM A683 für halbverarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband, ASTM A876 für vollständig verarbeitetes kornorientiertes Elektroband und ASTM A976 für die Klassifizierung von Isolierbeschichtungen auf Elektroband auf. Diese Dokumente beschreiben keine einzige austauschbare Werkstofffamilie. Kornorientierter Stahl wird so verarbeitet, dass eine bestimmte Flussrichtung bevorzugt wird, während nichtkornorientierter Stahl ein möglichst ähnliches magnetisches Verhalten in der Bandebene gewährleisten soll. Zum Vergleich behandelt ASTM A677 vollständig verarbeitete nichtkornorientierte Elektrobleche, die hauptsächlich in magnetischen Geräten für 50 und 60 Hz eingesetzt werden. Ihre Güten werden anhand des maximalen Kernverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird. Diese Klassifizierung kann nicht auf eine kornorientierte Güte nach ASTM A876 übertragen werden, ohne Stahlklasse, Probenverfahren, Richtung, Induktion und Lieferzustand beizubehalten. ### Lasergeschriebene kornorientierte Güten Laserritzen ist eine Behandlung zur Domänenverfeinerung und kein Synonym für hohe Permeabilität. Ein Laser erzeugt eng beabstandete Spuren, gewöhnlich quer zur hauptsächlichen Flussrichtung in Walzrichtung, indem er örtlich begrenzte thermische oder mechanische Spannungsänderungen an der Oberfläche hervorruft. Diese Spuren unterteilen magnetische Domänen oder begrenzen deren Breite. Kleinere Domänen können die dynamische Bewegung der Domänenwände verringern und unter den festgelegten Prüfbedingungen den Gesamtverlust reduzieren. Die Behandlung ersetzt die Goss-Textur nicht. Ein lasergeritztes Produkt bleibt kornorientierter Stahl, dessen Verhalten in Walzrichtung von seiner kristallografischen Ausrichtung, seiner Verarbeitungsgeschichte und seinem magnetischen Spannungszustand abhängt. Ebenso ordnet das Laserritzen das Material nicht automatisch der hochpermeablen Klasse zu. ASTM A876 führt lasergeritzte Güten neben konventionellen und hochpermeablen Güten als eigene Kategorie auf, weil die Klassifizierung den Verarbeitungsweg oder die daraus resultierende Kategorie beschreibt und nicht ein einheitliches Permeabilitätsniveau. Die Wirkung hängt von den Bedingungen ab. Das Ritzen kann bei einer angegebenen Frequenz und Induktion den Verlust reduzieren, während sich Permeabilität, Magnetostriktion oder Verlust bei einer anderen Induktion anders verändern. Spurabstand, Tiefe, Energieeintrag, Zustand der Beschichtung und nachfolgende Spannungen können von Bedeutung sein. Auch der Zusammenbau des Kerns kann das Ergebnis verändern: Schneiden und Stapeln können das vorgesehene Domänenmuster unterbrechen, und Klemmspannungen können den Verlust erhöhen. Eine sachgerechte Spezifikation nennt daher die Klasse, die Nennstärke, den Lieferzustand, die Walzrichtung, die Prüfinduktion, die Frequenz und das Verfahren. Beispielsweise ist ein vollständig verarbeitetes, Goss-texturiertes Blech, das in Walzrichtung bei 1,5 T nach dem jeweils geltenden Epstein- oder unidirektionalen Verfahren geprüft wird, eine eindeutig definierte Messung. „3,2 % Silizium, dünner, hochpermeabler Stahl“ ist dies nicht. Die erste Beschreibung bewahrt die Variablen, welche das magnetische Verhalten bestimmen; die zweite fasst Textur, Verarbeitung, Domänenverfeinerung und Prüfbedingungen zu einer irreführenden Bezeichnung zusammen. ## Silizium, Aluminium, Kohlenstoff und die Metallurgie magnetischer Verluste ### Silizium und der elektrische Widerstand Silizium wird Eisen hauptsächlich zugesetzt, weil es den elektrischen Widerstand erhöht und das magnetische Verhalten der Legierung verändert. Ein höherer Widerstand verringert den Strom, der innerhalb eines Stahlblechs zirkulieren kann, wenn sich der magnetische Fluss ändert. Diese zirkulierenden Ströme bilden den klassischen Wirbelstromanteil des Eisenverlusts. Bei gegebener Induktionswellenform und Frequenz begrenzen sowohl dünnere Bänder als auch ein höherer elektrischer Widerstand die Größe dieser Strompfade, obwohl keine der beiden Maßnahmen den Wirbelstromverlust vollständig beseitigt. Silizium verändert außerdem die kristallinen und magnetischen Eigenschaften von Eisen. Im Allgemeinen senkt es die Sättigungsinduktion und kann die Verarbeitung erschweren, wenn die Konzentration hoch wird. Die Zusammensetzung ist daher ein Kompromiss und keine eindimensionale Qualitätsskala. Die Wirkung des elektrischen Widerstands bleibt wichtig: Durch die Zugabe von Silizium unterscheidet sich das Verhalten von Elektrobandstahl von demjenigen von kohlenstoffarmem Baustahl, bei dem der niedrigere Widerstand größere induzierte Ströme ermöglicht. Die Gütebezeichnung muss dennoch zusammen mit den Prüfbedingungen gelesen werden. ASTM A677, die 2007 von ASTM International angeführt wurde, gilt für vollverarbeitete nichtkornorientierte Elektrobleche, die hauptsächlich in magnetischen Geräten mit 50 und 60 Hz eingesetzt werden. Die Güten werden anhand des maximalen Eisenverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T nach dem Epstein-Verfahren gemessen wird. Ein unter diesen Bedingungen angegebener Verlust ist keine universelle Materialkonstante. Er beschreibt einen bestimmten Stahl, Lieferzustand, Probenaufbau, eine bestimmte Frequenz und Induktion. Auch der mit kornorientiertem Stahl verbundene Siliziumgehalt wird häufig unzulässig vereinfacht. ASTM A876 beschreibt kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und etwa 3,2 % Silizium. Diese Zahl kennzeichnet die allgemeine Chemie der Werkstoffklasse; sie legt für sich genommen weder die Permeabilität noch den Eisenverlust fest. Kornorientierter Stahl erzielt einen großen Teil seines magnetischen Vorteils durch die kristallografische Textur, insbesondere durch die Ausrichtung günstiger Kristallrichtungen in Walzrichtung. Silizium unterstützt die elektrische und magnetische Auslegung, erzeugt die Goss-Textur jedoch nicht allein durch die chemische Zusammensetzung. Mit steigender Frequenz wird der Vorteil des höheren elektrischen Widerstands bedeutender. Der klassische Wirbelstromverlust nimmt stark mit der Frequenz zu und hängt von Banddicke, Widerstand und der örtlichen Flusswellenform ab. Ein dickeres Blech aus Stahl mit höherem Widerstand kann daher einen anderen Verlust aufweisen als ein dünneres Blech aus Stahl mit niedrigerem Widerstand, während sich Hysterese- und Zusatzverlust unabhängig davon verändern können. „Mehr Silizium“ ist daher kein Ersatz für die Angabe von Dicke, Frequenz, Induktion sowie dem gemessenen Verlustanteil oder Gesamtverlust. ### Aluminium, Kohlenstoffkontrolle und sekundäre Effekte Aluminium kann den elektrischen Widerstand erhöhen und trägt zur verfahrenstechnischen Metallurgie von Elektroblechen bei. Bei kornorientierten Güten können aluminiumhaltige Ausscheidungen, insbesondere Aluminiumnitrid, während der Abfolge von Glühbehandlungen, die das abnorme Kornwachstum steuert, als Inhibitoren wirken. Die gewünschte Endtextur hängt vom Zusammenspiel von Zusammensetzung, Warmwalzen, Kaltreduzierung, Glühen und Ausscheidungsstabilität ab. Aluminium ist bei der Herstellung kornorientierter Stähle folglich mehr als ein einfacher Zusatz zur Erhöhung des elektrischen Widerstands. Seine Wirkung ist von den Bedingungen abhängig. Menge, Form und thermische Vorgeschichte der aluminiumhaltigen Teilchen sind ebenso maßgeblich wie Stickstoff, Mangan, Schwefel und der Glühplan. Eine chemische Analyse, die lediglich den Aluminiumgehalt angibt, sagt wenig darüber aus, ob die endgültige Kornstruktur die beabsichtigte magnetische Reaktion hervorbringen wird. Sind die Inhibitoren zu schwach, zu grob oder im falschen Verfahrensstadium gelöst, können sich Sekundärrekristallisation und Texturausbildung verändern. Die Kontrolle des Kohlenstoffgehalts ist ebenso wichtig. Ein niedriger Kohlenstoffgehalt ermöglicht die Entkohlung während der Endverarbeitung und verringert das Risiko der magnetischen Alterung. Restkohlenstoff kann sich mit Eisen und Legierungselementen zu Karbiden verbinden, und interstitielle Atome können die Bewegung von Domänenwänden behindern oder sich mit der Zeit und der Temperatur verändern. Diese Effekte können den Hystereseverlust erhöhen oder die Stabilität der magnetischen Eigenschaften beeinträchtigen. Bei vollverarbeitetem kornorientiertem Stahl wird der Kohlenstoff vor der Herstellung des endgültigen isolierenden und magnetischen Zustands auf einen niedrigen Gehalt entfernt; maßgeblich ist das Verarbeitungsergebnis und nicht eine universelle Kohlenstoffzahl, die für jede Norm gilt. Kohlenstoff beeinflusst außerdem indirekt das Kornwachstum und die Textur. Er wirkt sich auf Rekristallisation, Karbidausscheidung und die Bedingungen aus, unter denen Körner ihre Nachbarkörner verdrängen. Eine kohlenstoffarme Zusammensetzung garantiert keine großen, günstig ausgerichteten Körner. Sie schafft eine Chemie, die das erforderliche Verarbeitungsverfahren unterstützen kann. Das Endergebnis hängt davon ab, ob Walzverformung, Glühen, Inhibitoren und Entkohlung die beabsichtigte Kornstruktur hervorbringen. Der Verlustmechanismus erklärt, warum diese Einzelheiten wichtig sind. Die Studie des Karlsruher Instituts für Technologie aus dem Jahr 2017 unterteilt den Verlust im Transformatorkern in Hysterese-, klassischen Wirbelstrom- und Zusatzverlustanteile. Der Hystereseverlust spiegelt die irreversible Bewegung von Domänenwänden bei der Umkehr der Magnetisierung wider. Der klassische Wirbelstromverlust entsteht durch Ströme, die von einem sich ändernden Fluss induziert werden. Der Zusatzverlust erfasst zusätzliche dynamische Domänenprozesse, die durch den klassischen Term nicht beschrieben werden. Silizium und Aluminium wirken hauptsächlich durch die Erhöhung des elektrischen Widerstands und die Beeinflussung der Mikrostruktur, während die Kohlenstoffkontrolle das Verhalten der Domänenwände, die Kornstruktur und die magnetische Alterung beeinflusst. Ihre Wirkungen überschneiden sich, sind jedoch nicht austauschbar. Die Isolation stellt eine weitere chemische und verfahrenstechnische Einflussgröße dar. Eine Beschichtung zwischen den Bändern erhöht den elektrischen Widerstand an den Kontakten von Blech zu Blech und begrenzt den Zwischenlagenstrom. ASTM A976 klassifiziert Isolierbeschichtungen für Elektrobleche; sie macht die Bezeichnung der Beschichtung jedoch nicht zu einer direkten Rangfolge des gesamten Eisenverlusts. Beschichtungsdicke, Bedeckungsgrad, Haftung, Beschädigung beim Stanzen und die daraus entstehende Klemmspannung können sämtlich den Verlust eines fertigen Kerns beeinflussen. ### Die Zusammensetzung als eine von vielen Einflussgrößen Elektrobandstahl ist keine einheitliche Werkstoffkategorie. Vollverarbeiteter nichtkornorientierter Stahl, teilverarbeiteter nichtkornorientierter Stahl und vollverarbeiteter kornorientierter Stahl werden nach unterschiedlichen Fertigungswegen hergestellt und sollten nicht allein anhand des Siliziumgehalts verglichen werden. Das ASTM-Subkomitee A06.02 führt ASTM A677 für vollverarbeiteten nichtkornorientierten Stahl, ASTM A683 für teilverarbeiteten nichtkornorientierten Stahl, ASTM A876 für vollverarbeiteten kornorientierten Stahl und ASTM A976 für die Klassifizierung von Isolierbeschichtungen an. IEC 60404-8-3:2023 gilt für kaltgewalzte nichtkornorientierte Bänder und Bleche, die im teilverarbeiteten Zustand geliefert werden, einschließlich der Nenndicken 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. IEC 60404-8-7:2017 gilt für vollverarbeitete kornorientierte Bleche mit den Nenndicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Diese Dicken sind wichtig, weil der Wirbelstromverlust stark auf die Banddicke reagiert. Die Dicke allein erlaubt jedoch ohne die übrige Beschreibung der Prüfung keine Vorhersage des Gesamtverlusts. Korngröße, Schärfe der Textur, Eigenspannung, Oberflächenzustand, Stanzschädigung, Beschichtung und angelegte Zugspannung können die Bewegung der Domänenwände und damit den Hysterese- oder Zusatzverlust verändern. Ein lasergeschriebenes kornorientiertes Blech kann die Domänen anders steuern als eine konventionelle Güte oder eine hochpermeable Güte mit ähnlicher Nennchemie. Prüfrichtung und Induktion sind entscheidend. ASTM A804/A804M ist in erster Linie für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch flachgeglättetem kornorientiertem Elektroblech vorgesehen, das als Ausgangsmaterial für Transformatorkernbleche verwendet wird; die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar. ASTM A876 umfasst konventionelle, hochpermeable und lasergeschriebene Güten, die bei 1,5 oder 1,7 T geprüft werden. Die ASTM-Praxis zur Gütenidentifizierung unterscheidet konventionelle kornorientierte Güten, die für Prüfungen bei 1,5 T vorgesehen sind, von Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind. Ein bei 1,5 T angegebener Verlust kann nicht als gleichwertig mit einem bei 1,7 T gemessenen Verlust behandelt werden. Dieselbe Sorgfalt gilt für nichtkornorientierten Stahl. Ein nach ASTM A677 klassifizierter Wert bedeutet maximalen Eisenverlust bei 60 Hz und 1,5 T nach dem Epstein-Verfahren und nicht die Leistung bei jeder Motorfrequenz, Induktion oder Wellenform. Teilverarbeitetes Material nach IEC 60404-8-3:2023 kann vor der Bestimmung seiner magnetischen Eigenschaften für den vorgesehenen Betriebszustand ein abschließendes Glühen oder eine andere vom Hersteller festgelegte Verarbeitung erfordern. Die Zusammensetzung unterstützt die magnetische Leistung; sie bestimmt sie jedoch nicht allein. Silizium und Aluminium können den Wirbelstromverlust durch einen höheren elektrischen Widerstand verringern, und aluminiumhaltige Ausscheidungen können zur Steuerung der Kornentwicklung beitragen. Ein niedriger Kohlenstoffgehalt unterstützt die Entkohlung, die Prozessstabilität und die Widerstandsfähigkeit gegen magnetische Alterung. Die endgültige Eigenschaft entsteht jedoch aus dem Zusammenwirken von Chemie, Textur, Korngröße, Spannung, Dicke, Beschichtung, Lieferzustand und Messbedingungen. Jeder Vergleich, der diese Einflussgrößen auslässt, vergleicht Bezeichnungen statt magnetisches Verhalten. ![Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und Kontrolle der Kernverluste](/images/uploads/e8bdf6df-267f-47d5-a7af-9a972baa4fe2/wiki-inline-three-physical-sources-of-core-loss-in-a-laminated-electrical-steel-sheet-hyster-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/e8bdf6df-267f-47d5-a7af-9a972baa4fe2/wiki-inline-three-physical-sources-of-core-loss-in-a-laminated-electrical-steel-sheet-hyster-1920x1094.avif "Bild vergrößern — Elektrobleche: Güten, magnetische Eigenschaften und Kontrolle der Kernverluste")Core loss combines irreversible magnetization, induced currents, and dynamic domain effects. ## Der Eisenverlust aufgeschlüsselt: Hysterese, Wirbelströme und Zusatzverlust Eisenverlust ist die elektrische Leistung, die in Wärme umgewandelt wird, wenn ein ferromagnetischer Kern einem wechselnden magnetischen Fluss ausgesetzt ist. Der gemessene Wert ist keine einzelne Materialkonstante. Er hängt von Frequenz, Spitzeninduktion, Wellenform, Probengeometrie, Walzrichtung, Banddicke, Isolation, Spannung und Lieferzustand des Stahls ab. Ein bei 60 Hz und 1,5 T angegebener Verlust kann nicht direkt mit einem bei 50 Hz und 1,7 T angegebenen Verlust verglichen werden, selbst wenn beide Proben dieselbe Gütenbezeichnung tragen. \[6\] \[6\] [**Transformer-core loss separation study**](https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000066142/4047647). Karlsruhe Institute of Technology. Karlsruhe Institute of Technology publication, 2017. Die Studie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) aus dem Jahr 2017 unterteilt den Verlust im Transformatorkern in drei Beiträge: Hystereseverlust, klassischen Wirbelstromverlust und Zusatz- beziehungsweise anomalen Verlust. Diese Unterteilung ist ein physikalischer Bezugsrahmen und keine Auflistung von drei unabhängig ausgewiesenen Eigenschaften auf einem Standardzertifikat. Der gemessene Gesamtverlust ist das gemeinsame Ergebnis dieser Beiträge: Ptotal=Ph+Pcl+Pex Die Terme können durch Verarbeitung und Mikrostruktur miteinander interagieren. Korngröße, kristallografische Textur, Eigenspannung, Beschichtungswiderstand und Domänenverfeinerung können mehr als einen Beitrag gleichzeitig verändern. ### Hystereseverluste und Domänenwandbewegung Hystereseverluste sind die während einer irreversiblen Magnetisierungszyklierung dissipierte Energie. Wenn ein Wechselfeld seine Richtung ändert, kehren magnetische Domänen nicht entlang desselben Magnetisierungspfads zurück. Die von der magnetischen Hystereseschleife eingeschlossene Fläche stellt die pro Zyklus und pro Volumeneinheit verlorene Energie dar. Die Multiplikation dieser Energie mit der Frequenz ergibt einen Beitrag zum Leistungsverlust. Domänenwand **Domänenwand** Übergangsbereich, der magnetische Domänen mit unterschiedlichen Magnetisierungsrichtungen voneinander trennt. Bei niedriger Induktion beginnt die Magnetisierung häufig mit der Bewegung von Domänenwänden. Eine Domänenwand trennt Bereiche, deren magnetische Momente in unterschiedliche kristallografische Richtungen zeigen. In einem perfekten Kristall könnte ein kleines angelegtes Feld eine Wand mit geringem Widerstand bewegen. Reales Elektroband enthält Versetzungen, Korngrenzen, Einschlüsse, Eigenspannungen, Oberflächenunregelmäßigkeiten und lokale Schwankungen der Textur. Diese Merkmale pinnen oder verformen die Wände. Das Feld muss dann zunächst ansteigen, bevor sich eine Wand lösen kann, wodurch irreversible Sprünge und Energiedissipation entstehen. Bei höherer Induktion wird die Domänenwandbewegung durch eine Drehung der Magnetisierung in Richtung des angelegten Feldes ergänzt. Das Verhältnis zwischen Wandbewegung und Drehung hängt von der kristallografischen Orientierung ab. Deshalb ist die Textur von Bedeutung. Vollständig bearbeitetes kornorientiertes Elektroband entwickelt eine ausgeprägte Goss-Textur, durch die viele Körner in einer Orientierung liegen, die eine verlustarme Magnetisierung entlang der Walzrichtung unterstützt. Sein niedriger Verlust gilt unter der angegebenen Richtung und den festgelegten Prüfbedingungen; er bedeutet nicht, dass das Blech in jeder Richtung dasselbe magnetische Verhalten zeigt. Nichtkornorientiertes Elektroband wird so verarbeitet, dass Richtungsunterschiede verringert werden, anstatt eine dominante bevorzugte Richtung zu erzeugen. Vollständig bearbeitetes nichtkornorientiertes Material fällt für Anwendungen, die überwiegend magnetische Geräte mit 50 und 60 Hz verwenden, unter ASTM A677. Nach dieser Norm werden die Güten anhand des maximalen Ummagnetisierungsverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird. Die Gütenbezeichnung vermittelt daher ein Ergebnis unter einer festgelegten Prüfung und keinen universellen Hystereseverlust bei jeder Induktion und Frequenz. Auch der Lieferzustand verändert die Wandbewegung. Vollständig bearbeitetes Blech hat die abschließende Glühung und Oberflächenbehandlung erhalten, die zur Einstellung seines magnetischen Zustands vorgesehen sind. Halbverarbeitetes nichtkornorientiertes Blech, das unter ASTM A683 und IEC 60404-8-3:2023 fällt, wird für eine nachfolgende Behandlung durch den Anwender geliefert. Schneiden, Stanzen, Spannungsarmglühen und abschließendes Glühen können die Fixierung von Domänenwänden verändern. Eine Bezeichnung als halbverarbeitetes Material darf nicht als weniger detaillierte Variante einer vollständig bearbeiteten Güte behandelt werden. Silizium und Aluminium können den elektrischen Widerstand erhöhen und das magnetische Verhalten verändern, doch der Chemische Gehalt allein bestimmt nicht den Hystereseverlust. Glühen, Kornwachstum, Textur und Spannungskontrolle können die Form der Schleife stärker beeinflussen, als ein einfacher Vergleich der nominalen Siliziumanteile vermuten lässt. Dieselbe Vorsicht gilt für die Dicke: Ein dünneres Blech kann Wirbelstromverluste verringern, während der Hystereseverlust weiterhin hauptsächlich durch Textur, Defekte und die Fixierung von Domänenwänden bestimmt wird. ### Klassische Wirbelstromverluste in Lamellen Eine Änderung des magnetischen Flusses induziert elektrische Felder im Inneren eines leitfähigen Stahlblechs. Diese Felder treiben in Ebenen, die den sich ändernden Fluss umschließen, Kreisströme an, die als Wirbelströme bezeichnet werden. Die Ströme treffen auf den elektrischen Widerstand des Stahls und dissipieren Leistung in Form von Wärme. Dies ist der klassische Wirbelstrombeitrag. Bei einem einfachen Modell eines lamellierten Blechs unter sinusförmiger Anregung steigen die klassischen Wirbelstromverluste näherungsweise mit dem Quadrat der Frequenz, dem Quadrat der Spitzeninduktion und dem Quadrat der Lamellendicke, während sie mit zunehmendem spezifischem elektrischem Widerstand abnehmen. Diese Beziehung erlaubt keinen Vergleich der Dicke isoliert von anderen Faktoren. Der Koeffizient hängt von Geometrie, Flussverteilung, Wellenform und dem Ausmaß ab, in dem die Isolierung die Strompfade unterbricht. Lamellen verringern die für Kreisströme verfügbare Fläche. Eine elektrisch isolierende Beschichtung auf jedem Blech erhöht den Widerstand zwischen benachbarten Lagen und verhindert, dass eine große Stromschleife den Blechstapel durchquert. ASTM A976 klassifiziert isolierende Beschichtungen für Elektroband; die Beschichtungsbezeichnung ist daher Bestandteil des magnetischen Aufbaus und nicht lediglich eine Beschreibung der Oberflächenbehandlung. Eine beschädigte, dünne, unterbrochene oder elektrisch leitfähige Beschichtung kann die Stapelverluste erhöhen, selbst wenn der Grundwerkstoff seine spezifizierte magnetische Güte erfüllt. Silizium erhöht den spezifischen elektrischen Widerstand, und Aluminium kann bei Vorliegen innerhalb des jeweils geltenden Zusammensetzungs- und Verarbeitungssystems zu derselben Strategie der Verlustkontrolle beitragen. Ein höherer spezifischer Widerstand unterdrückt klassische Wirbelströme, kann jedoch auch Duktilität, Texturentwicklung, Kornwachstum und Sättigungsverhalten beeinflussen. Der Siliziumgehalt ist folglich eine Auslegungsvariable und keine Regel zur Gleichwertigkeit von Güten. „Mehr Silizium“ bezeichnet keine bestimmte Normgüte und garantiert keinen niedrigeren gemessenen Gesamtverlust. Auch die Dicke muss zusammen mit der Prüfbedingung betrachtet werden. IEC 60404-8-3:2023 gilt für kaltgewalztes nichtkornorientiertes Elektroband und -blech, das im halbverarbeiteten Zustand geliefert wird, einschließlich der Nenndicken 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. IEC 60404-8-7:2017 gilt für vollständig bearbeitetes kornorientiertes Material mit den Nenndicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Diese Bereiche veranschaulichen einen Unterschied im Aufbau, belegen jedoch nicht, dass jedes 0,23-mm-Blech einen niedrigeren Gesamtverlust aufweist als jedes 0,35-mm-Blech. Hysterese- und Zusatzverluste bleiben bestehen, und die Prüfinduktion kann unterschiedlich sein. Auch Schneiden und Stapeln beeinflussen das praktische Ergebnis. Grate können elektrische Brücken zwischen den Lamellen bilden. Stanzen führt in Randnähe zu plastischer Verformung und Eigenspannung, wodurch der lokale Hystereseverlust steigt und sich die Domänenstrukturen verändern. Ein Spannungsarmglühen kann einen Teil der magnetischen Eigenschaften wiederherstellen, doch seine Wirkung hängt von der Stahlklasse, der Beschichtung, der Atmosphäre und dem Wärmezyklus ab. ### Zusatz- oder anomale Verluste und die reale Mikrostruktur Zusatzverluste sind der zusätzliche dynamische Beitrag, der mit der Domänenstruktur und der ungleichförmigen Magnetisierung verbunden ist. Sie sind nicht einfach der klassische Wirbelstromterm, der aus Dicke und spezifischem Widerstand berechnet wird. Während einer Wechselanregung bewegen sich Domänenwände in diskontinuierlichen Schritten und nicht als eine einzige gleichmäßig vorrückende Front. Jede sich bewegende Wand verursacht lokale Änderungen des magnetischen Flusses und damit lokale Wirbelströme. Diese Ströme interagieren mit der Wandbewegung und erzeugen einen dynamischen Verlust, der über die idealisierte klassische Berechnung hinausgeht. Die reale Domänenstruktur bestimmt diesen Beitrag. Korngrenzen, Einschlüsse, Spannungsfelder, Oberflächenschäden sowie Abstand und Form der Domänen erzeugen Bereiche, die bei unterschiedlichen Feldern und zu unterschiedlichen Zeitpunkten umschalten. Mit steigender Frequenz bleibt den Wänden weniger Zeit zu reagieren, bevor sich das angelegte Feld erneut ändert. Die daraus resultierende ungleichförmige Magnetisierung erhöht den Zusatzanteil. Eine Domänenverfeinerung kann die Größe lokaler Flussänderungen verringern und die Strompfade um sich bewegende Wände verkürzen. Deshalb werden bei einigen kornorientierten Produkten Verfahren zur Domänenkontrolle eingesetzt. Kornorientiertes Elektroband zeigt, wie wichtig die Trennung dieser Mechanismen ist. ASTM A876 gilt für kornorientierte kohlenstoffarme Silizium-Eisen-Stähle mit etwa 3,2 % Silizium und umfasst konventionelle, hochpermeable und lasergravierte Güten. Die ASTM-Praxis zur Gütenidentifizierung unterscheidet konventionelle kornorientierte Güten, die für Prüfungen bei 1,5 T vorgesehen sind, von Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind. Ein angegebener Verlust muss diese Induktionsbedingung beibehalten. ASTM A804/A804M ist hauptsächlich für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch flachgerichtetem kornorientiertem Stahl vorgesehen; die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar. Die unidirektionale Konfiguration ist jedoch nicht mit einer isotropen Prüfung austauschbar. Lasergravieren verändert die Domänenstruktur lokal und kann unter festgelegten Bedingungen den Verlust verringern, beseitigt jedoch nicht die Auswirkungen von Spannung, Schneiden, Stapeln oder Querfluss. Ebenso kann eine Ausrichtung der Körner den in Walzrichtung gemessenen Verlust senken, während sich abseits dieser Richtung ein anderes Verhalten ergibt. Vollständig bearbeitetes kornorientiertes Elektroband nach IEC 60404-8-7:2017 und vollständig bearbeitetes nichtkornorientiertes Elektroband nach ASTM A677 gehören daher zu unterschiedlichen magnetischen Klassen, selbst wenn ein einzelnes Prüfergebnis ihre Gesamtverluste ähnlich erscheinen lässt. Die praktische Schlussfolgerung ist eindeutig: Die Kontrolle der Kernverluste erfordert, Stahlklasse, Lieferzustand, Dicke, Beschichtung, Orientierung, Frequenz, Induktion, Wellenform und Probenverfahren auf die Anwendung abzustimmen. Der Hystereseverlust beschreibt die irreversible Zyklierung, der klassische Wirbelstromverlust beschreibt durch sich ändernden Fluss induzierte Ströme, und der Zusatzverlust erfasst dynamische Effekte aufgrund der Domänenstruktur und der ungleichförmigen Magnetisierung. Der insgesamt gemessene Verlust enthält alle drei Anteile. Wird er als nur einer dieser Anteile behandelt, führt dies zu einer falschen Erklärung und kann die falsche Entscheidung hinsichtlich Material oder Verarbeitung zur Folge haben. ## Blechdicke, Beschichtung und Isolierbeschichtungen als Maßnahmen zur Verlustbegrenzung Die Dicke des Elektroblechs, die Beschichtungsdicke und die Abmessungen des zusammengesetzten Kerns beschreiben unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Werden sie als austauschbar behandelt, führt dies zu fehlerhaften Vorhersagen der Kernverluste. Die Blechdicke ist die Dicke einer einzelnen Elektroblechlage. Die Beschichtungsdicke ist die Dicke des elektrisch widerstandsfähigen Films auf ihrer Oberfläche. Die Stapelgeometrie umfasst die Anzahl der Blechlagen, ihre Überlappungen und Stoßstellen, den Stapelfaktor, die Richtung des magnetischen Flusses und den zusammengesetzten magnetischen Weg. Ein aus dünnerem Blech gefertigter Kern weist nicht automatisch geringere Gesamtverluste auf, wenn Schneidschäden, unzureichende Isolierung, übermäßige Klemmkräfte oder eine ungeeignete Magnetgüte die Verringerung der Wirbelstromverluste ausgleichen. Die 2017 veröffentlichte KIT-Studie unterteilt die Verluste eines Transformatorkerns in Hystereseverluste, klassische Wirbelstromverluste und Zusatzverluste. Die Bewegung von Domänenwänden wird mit Hystereseverlusten in Verbindung gebracht; ein wechselnder magnetischer Fluss induziert Kreisströme; und der verbleibende dynamische Beitrag wird als Zusatzverlust behandelt. Die Gestaltung von Blechlagen und Beschichtungen wirkt sich am unmittelbarsten auf die strombezogenen Anteile aus, ersetzt jedoch weder eine geeignete kristallografische Textur noch die geeignete Chemie, Spannungskontrolle oder geeignete Prüfbedingungen. ### Warum dünneres Blech die Wirbelstrompfade zwischen den Blechlagen in der Regel verkürzt Ein sich ändernder magnetischer Fluss erzeugt ein elektrisches Feld. In einem massiven Stahlkern kann dieses Feld Kreisströme durch Schleifen treiben, die sich über das Material erstrecken. Diese Ströme dissipieren Leistung über den elektrischen Widerstand des Stahls, erzeugen klassische Wirbelstromverluste und verändern das lokale magnetische Feld. Je größer die verfügbare Schleifenabmessung in der von dem sich ändernden Fluss betroffenen Richtung ist, desto größer ist die induzierte Spannung entlang dieser Schleife. Ein geschichteter Kern teilt ein großes leitfähiges Volumen in viele dünne Bleche auf. Jedes Blech führt den Fluss hauptsächlich in seiner Ebene, während die Grenzflächen zwischen den Blechen den Stromfluss von einer Blechlage zur nächsten unterbrechen. Für den klassischen Wirbelstromanteil enthält die bekannte vereinfachte Beziehung das Quadrat der Blechlagendicke: Bei konstant gehaltener Frequenz, Induktion, spezifischem Widerstand und Wellenform führt eine Verringerung der Dicke im Allgemeinen zu einer überproportional starken Verringerung dieses Anteils. Diese Aussage beschreibt einen Trend und ist keine von der Magnetgüte unabhängige Garantie. Die tatsächlichen Verluste umfassen auch Hysterese- und Zusatzverluste, und Fertigungsspannungen können diese erhöhen. Der physikalische Vorteil beruht auf zwei miteinander verbundenen Effekten. Erstens bietet ein dünneres Blech eine kürzere Abmessung für induzierte Stromschleifen. Zweitens verhindert ein Stapel aus einzeln isolierten Blechen, dass sich diese Schleifen über die großen Flächen benachbarter Blechlagen hinweg schließen. Werden die Grenzflächen elektrisch überbrückt, kann sich die effektive Schleifenabmessung der Höhe oder Breite eines beträchtlichen Teils des Kerns annähern, wodurch ein großer Teil des Vorteils der Blechkonstruktion verloren geht. Die in einer Produktnorm festgelegten Dickenwerte sind daher nur zusammen mit der Werkstoffklasse und dem Lieferzustand aussagekräftig. IEC 60404-8-3:2023 behandelt kaltgewalztes nicht-kornorientiertes Elektroband und -blech, das im halbfertigen Zustand geliefert wird, mit Nenndicken von 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. Dabei handelt es sich um normativ definierte Produktdicken und nicht um allgemeingültige Leistungsrangfolgen. Ein halbfertiges nicht-kornorientiertes Blech mit einer dieser Dicken muss weiterhin unter den festgelegten magnetischen Prüf- und Verarbeitungsbedingungen bewertet werden. IEC 60404-8-7:2017 behandelt kaltgewalztes kornorientiertes Elektroband, das im vollverarbeiteten Zustand geliefert wird, einschließlich der Nenndicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Kornorientiertes Material wird üblicherweise so eingesetzt, dass der Fluss hauptsächlich in Walzrichtung verläuft; daher wirken Dicke und Textur zusammen. Ein kornorientiertes Blech mit 0,27 mm und ein halbfertiges nicht-kornorientiertes Blech mit 0,50 mm können nicht allein anhand ihrer Dicke verglichen werden, da sich ihre Textur, Wärmebehandlung, magnetische Richtung und ihr Lieferzustand unterscheiden. Dünnere Blechlagen erhöhen außerdem die Anzahl der Grenzflächen bei einer gegebenen Stapelhöhe. Dadurch kann sich das Stahlvolumen pro äußerer Abmessung verringern, weil Beschichtungen und kleine Zwischenräume einen Teil des Stapels einnehmen. Der daraus resultierende Stapelfaktor ist von Bedeutung: Ein nominell 100 mm hohes Paket enthält nicht 100 mm magnetischen Stahl. Schneiden und Stanzen stellen eine weitere Einschränkung dar. Grate können benachbarte Blechlagen elektrisch verbinden, während Restspannungen in der Nähe geschnittener Kanten die Hysterese- und Zusatzverluste erhöhen können. Dünneres Material kann daher zwar die klassischen Wirbelstromverluste senken, während eine mangelhafte Fertigung andere Verlustanteile erhöht. ### Die elektrische Funktion der Oberflächenisolierung Die Beschichtung ist nicht lediglich eine Korrosionssperre oder ein Oberflächenschutz für die Handhabung. Ihre elektrische Funktion besteht darin, einen hohen Widerstand über die großen Flächen benachbarter Blechlagen aufrechtzuerhalten, sodass ein induzierter Strom weitgehend auf sein eigenes Blech beschränkt bleibt. Die Beschichtung muss den Stromfluss entlang einer Blechlage nicht verhindern; dies wäre unmöglich, ohne den Stahl selbst zu verändern. Sie muss den Stromfluss über die Grenzfläche zwischen den Blechlagen begrenzen. Diese Unterscheidung erklärt, warum die Kontinuität der Beschichtung von Bedeutung ist. Eine kleine beschädigte Stelle, eine freiliegende Kante, eine leitfähige Verunreinigung oder ein Stanzgrat kann eine Brücke über mehrere Bleche hinweg bilden. Eine einzelne Brücke schließt nicht zwangsläufig den gesamten Kern kurz, doch zahlreiche Brücken können ausgedehnte Pfade zwischen den Blechlagen bilden. Klemmkräfte können die Beschichtung außerdem zusammendrücken oder beschädigen, und Schweiß- oder Klebeverfahren können örtliche leitfähige Verbindungen erzeugen. Die Kernmontage beeinflusst daher die Verluste, selbst wenn das Elektroblech und seine nominelle Beschichtung unverändert bleiben. Beschichtungsdicke und Blechdicke haben unterschiedliche Auswirkungen. Eine Erhöhung der Blechdicke verändert den Stahlbereich, in dem sich der Fluss und die Wirbelströme ausbilden. Eine Erhöhung der Beschichtungsdicke vergrößert hauptsächlich die elektrische Trennung und verringert den Anteil eines Stapels mit fester Gesamthöhe, der aus Stahl besteht. Sie macht aus einer dicken Blechlage keine dünne. Umgekehrt ist eine sehr dünne Beschichtung auf einem dünnen Blech nicht gleichbedeutend mit einem dickeren Blech bei gleicher Gesamtdicke des Pakets. Die Isolierung muss außerdem die festgelegten Fertigungs- und Wärmebehandlungsprozesse überstehen. Vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband kann Spannungsarmglühungen oder anderen kontrollierten Behandlungen unterzogen werden, die mit seiner Spezifikation verbunden sind; halbfertiges nicht-kornorientiertes Elektroband wird für eine nachfolgende Verarbeitung geliefert, durch die sich die magnetischen Eigenschaften verändern können. Der elektrische Widerstand, die Haftfestigkeit, die Temperaturbeständigkeit sowie das Verhalten beim Schneiden oder Glühen müssen gemeinsam betrachtet werden. Eine Beschichtungsbezeichnung darf jedoch nicht als numerischer Wert für die Kernverluste behandelt werden. ASTM A976 ist die maßgebliche ASTM-Spezifikation für die Klassifizierung von Isolierbeschichtungen für Elektroblech. ASTM verwendet A976 nicht als Ersatz für die Produktnormen für Magnetstähle. Das ASTM-Subkomitee A06.02 führt ASTM A677 für vollverarbeitetes nicht-kornorientiertes Elektroblech, ASTM A683 für halbfertiges nicht-kornorientiertes Elektroblech, ASTM A876 für vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroblech und ASTM A976 für die Klassifizierung von Isolierbeschichtungen an. Die Beschichtungsklassifizierung bezeichnet den Beschichtungstyp oder die Beschichtungsklasse innerhalb des geltenden Normenrahmens; sie legt für sich genommen nicht die Kernverluste eines bestimmten Stahls bei einer nicht angegebenen Frequenz und Induktion fest. Beschichtungsklassen und gemessene Leistungswerte müssen daher der jeweils geltenden Ausgabe von ASTM A976 entnommen werden, anstatt aus dem Erscheinungsbild des Blechs abgeleitet oder diesem zugeordnet zu werden. Vergleiche der Kernverluste bleiben an die Messbedingungen gebunden. ASTM A677 beispielsweise behandelt vollverarbeitete nicht-kornorientierte Elektrobleche, die vorwiegend in magnetischen Geräten für 50 und 60 Hz eingesetzt werden, wobei die Güten anhand des maximalen Kernverlusts klassifiziert werden, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird. ASTM A804/A804M gilt hauptsächlich für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch planem kornorientiertem Elektroblech, deren Ergebnisse mit dem 25-cm-Epsteinverfahren vergleichbar sind. Die Bezeichnungen kornorientierter Güten unterscheiden außerdem konventionelle Güten, die bei 1,5 T geprüft werden, von anderen Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind. Eine angegebene Verlustzahl ohne Frequenz, Induktion, Probenverfahren, gegebenenfalls Walzrichtung und Lieferzustand ist unvollständig. Dicke und Beschichtung bestimmen die elektrischen Pfade; sie heben diese Messbedingungen nicht auf. ## Magnetische Prüfung: Epstein-, Einzelblech- und unidirektionale Verfahren Eine magnetische Eigenschaft ist keine freistehende Kennzahl. Sie gehört zu einer Prüfbedingung: Werkstoffklasse, Lieferzustand, Probengeometrie, magnetischer Kreis, Frequenz, Spitzeninduktion, Richtung zum Walzen und elektrische Isolation zwischen den Blechen. Die Angabe von „Eisenverlust“ ohne diese Einzelheiten kann dazu führen, dass zwei gültige Messungen widersprüchlich erscheinen. Die Unterscheidung ist wichtig, weil Elektrostähle keine einheitliche Werkstoffkategorie bilden. Vollständig verarbeiteter nicht kornorientierter Elektrostahl, teilverarbeiteter nicht kornorientierter Elektrostahl und vollständig verarbeiteter kornorientierter Elektrostahl weisen unterschiedliche Texturen, Wärmebehandlungen, vorgesehenen Anwendungen und Prüfkonventionen auf. Das ASTM Subcommittee A06.02 überführt diese Unterscheidungen in separate Normen: ASTM A677 gilt für vollständig verarbeiteten nicht kornorientierten Stahl, ASTM A683 für teilverarbeiteten nicht kornorientierten Stahl, ASTM A876 für vollständig verarbeiteten kornorientierten Stahl und ASTM A976 klassifiziert Isolierbeschichtungen. Der gemessene Verlust hat ebenfalls mehrere physikalische Ursachen. Die Studie des Karlsruhe Institute of Technology aus dem Jahr 2017 unterteilt den Verlust im Transformatorkern in Hystereseverlust, klassischen Wirbelstromverlust und Zusatzverlust. Der Hystereseverlust entsteht, wenn sich Domänenwände während der Ummagnetisierung durch Defekte und Haftstellen bewegen. Der klassische Wirbelstromverlust wird durch Ströme verursacht, die bei wechselndem magnetischem Fluss im Stahl induziert werden. Der Zusatzverlust bezeichnet einen zusätzlichen dynamischen Verlust, der mit einer ungleichförmigen Bewegung der Domänenwände und lokalisierten magnetischen Vorgängen verbunden ist. Ein Prüfverfahren erfasst deren kombinierte Wirkung unter einer festgelegten Wellenform und Frequenz; es identifiziert eine Güteklasse nicht allein anhand der chemischen Zusammensetzung. ### Das 25-cm-Epstein-Verfahren und Bandproben Magnetische Prüfverfahren beschreiben unterschiedliche Probengeometrien und sollten nicht als austauschbar betrachtet werden. | Prüfansatz | Magnetischer Flusspfad | Wichtigste Verwendung | |---|---|---| | 25-cm-Epstein-Verfahren | Definierte Streifenanordnung mit gemitteltem richtungsabhängigem Verhalten | Standardisierter Blechvergleich | | Einzelblech- oder Einrichtungsprüfung | Definierte ausgewählte Richtung | Richtungsabhängige Messungen an kornorientiertem Elektroband | | Messung am fertigen Kern | Tatsächliche Fugen, Schichtung, Spannung und Montage | Validierung auf Bauteilebene | Beim 25-cm-Epstein-Verfahren werden schmale, rechteckige Bänder zu einem quadratischen magnetischen Kreis zusammengesetzt. Die Probenlänge beträgt konventionell 25 cm, und die Bänder werden so angeordnet, dass der magnetische Kreis Werkstoff umfasst, der in den maßgeblichen Prüfrichtungen geschnitten wurde. Die daraus resultierende Prüfung ist keine Messung an einem isolierten Blechsegment. Sie erfolgt an einer kontrollierten Anordnung, in der die angelegte magnetische Feldstärke, die induzierte Spannung, die Induktion sowie die Masse oder das Volumen der Probe mit den angegebenen magnetischen Größen in Beziehung stehen. Bei nicht kornorientiertem Blech liefert diese Anordnung eine genormte Durchschnittsantwort des in unterschiedlichen Richtungen entnommenen Werkstoffs. Dieser Durchschnitt ist nützlich, weil nicht kornorientierter Elektrostahl darauf ausgelegt ist, Richtungsunterschiede zu begrenzen, anstatt seine magnetische Leistung entlang einer bestimmten kristallografischen Richtung zu konzentrieren. Das Ergebnis hängt dennoch vom Schneiden, von Graten, dem Probenzustand, der Stapelung, der Isolation und der Art der Regelung der Anregung ab. ASTM A677 ist hierfür das zentrale Beispiel. Die Norm gilt für vollständig verarbeitete nicht kornorientierte Elektrostähle, die hauptsächlich in magnetischen Geräten für 50 und 60 Hz verwendet werden, und klassifiziert die Güten anhand des maximalen Eisenverlusts, gemessen bei **60 Hz und 1,5 T unter Verwendung des Epstein-Prüfverfahrens**. Frequenz und Induktion sind Bestandteil des Gütekriteriums. Ein bei 50 Hz oder bei 1,0 T gemessener Wert ist nicht dasselbe Klassifizierungsergebnis nach ASTM A677, selbst wenn Bänder und Messgerät unverändert bleiben. Die Bänder müssen außerdem den festgelegten Lieferzustand repräsentieren. Vollständig verarbeitetes Blech hat die abschließende Glüh- und Isolierbehandlung erhalten, die erforderlich ist, um seinen gelieferten magnetischen Zustand festzulegen. Teilverarbeiteter nicht kornorientierter Stahl unterscheidet sich davon: Seine endgültige magnetische Ausbildung kann von der Verarbeitung durch den Anwender abhängen, zu der üblicherweise auch ein Spannungsarmglühen gehört. IEC 60404-8-3:2023 gilt für kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektrostahlband und -blech im teilverarbeiteten Lieferzustand, einschließlich der Nenndicken 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. Diese Dickenbezeichnungen lassen sich nicht automatisch in vollständig verarbeitete Güten nach ASTM A677 umwandeln. Die Dicke beeinflusst den Verlust, ist jedoch kein Ersatz für eine Gütenbezeichnung. Eine Verringerung der Blechdicke verkürzt im Allgemeinen den für umlaufende Wirbelströme verfügbaren Weg. Die elektrische Isolation an der Oberfläche unterbricht diese Ströme zusätzlich, während Zusätze von Silizium und Aluminium den elektrischen Widerstand erhöhen. Der endgültige Verlust hängt jedoch auch von Textur, Korngröße, Spannung, Beschichtung, Wellenform und Frequenz ab. Ein dünnes Blech, das in einem bestimmten Zustand geprüft wurde, kann nicht allein anhand der Dicke gegenüber einem dickeren Blech eingestuft werden, das nach einer anderen Norm geprüft wurde. ### ASTM A804/A804M für kornorientiertes Blech Kornorientierter Elektrostahl erfordert eine andere Betrachtungsweise, weil sein magnetisches Verhalten gezielt richtungsabhängig ist. Bei thermisch verflachtem kornorientiertem Material ist die Walzrichtung mit einer ausgeprägten Goss-Textur verbunden, sodass sich die Magnetisierung in dieser Richtung deutlich von der Magnetisierung quer dazu unterscheiden kann. Eine Prüfung, die Richtungen mittelt, kann die für einen Transformatorkern maßgebliche Eigenschaft verdecken. ASTM A804/A804M ist in erster Linie für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch verflachtem kornorientiertem Elektrostahl vorgesehen, der als Blechwerkstoff für Transformatorkerne verwendet wird. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Epstein-Anordnung ist das Verfahren darauf ausgelegt, den Werkstoff in einer definierten magnetischen Richtung zu messen. ASTM International erklärt, dass die Ergebnisse nach ASTM A804/A804M mit den Ergebnissen des 25-cm-Epstein-Verfahrens vergleichbar sind; „vergleichbar“ bedeutet jedoch nicht, dass Probenanordnung und Richtungsinformation austauschbar sind. Das Verfahren muss weiterhin zusammen mit dem Ergebnis angegeben werden. Eine Einzelblech- oder unidirektionale Prüfung kann das Verhalten kornorientierten Materials in Walzrichtung unmittelbarer sichtbar machen als eine multidirektionale Bandanordnung. Die Probe wird entlang einer ausgewählten Richtung magnetisiert, und die Wechselinduktion wird aus der induzierten Spannung bestimmt. Der angegebene Verlust besitzt daher eine Richtungsbedeutung: Ein Wert in Walzrichtung darf nicht als isotroper Blechdurchschnitt interpretiert werden, und ein Ergebnis in Querrichtung darf nicht an seine Stelle gesetzt werden. ASTM A876 gilt für kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und etwa 3,2 % Silizium. Die Norm umfasst konventionelle Güten, hochpermeable Güten und lasergeritzte Güten. IEC 60404-8-7:2017 gilt für kaltgewalztes kornorientiertes Elektrostahlband und -blech im vollständig verarbeiteten Lieferzustand, einschließlich Goss-texturierten Materials mit den Nenndicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Diese Dokumente beschreiben Klassen und Lieferzustände; das Prüfverfahren liefert den Messkontext, der eine aufgeführte magnetische Eigenschaft aussagekräftig macht. ### Interpretation von Induktions- und Frequenzbedingungen Die üblicherweise in Tesla angegebene Induktion ist nicht mit der magnetischen Feldstärke gleichzusetzen. Bei einer Wechselstromprüfung bestimmen die Induktionswellenform und ihr Spitzenwert, wie weit der Werkstoff entlang seiner Magnetisierungskurve ausgesteuert wird. Bei höherer Induktion können Domänenvorgänge und Sättigungseffekte den Verlust erheblich erhöhen. Eine höhere Frequenz steigert die Anzahl der Ummagnetisierungen pro Sekunde und erhöht die dynamischen Beiträge, insbesondere den Wirbelstrom- und den Zusatzverlust. Aus diesem Grund unterscheidet die ASTM-Praxis kornorientierte Bezeichnungen, die bei **1,5 T**, von solchen, die bei **1,7 T** geprüft werden. Konventionelle kornorientierte Güten werden für die Prüfung bei 1,5 T bezeichnet, während andere kornorientierte Güten für die Prüfung bei 1,7 T bezeichnet werden. Die Bezeichnung gibt die für die Klassifizierung oder die angegebene Eigenschaft vorgeschriebene Induktion an; sie ist nicht lediglich ein bevorzugter Betriebspunkt. Der Vergleich eines Ergebnisses bei 1,5 T mit einem Ergebnis bei 1,7 T, als handele es sich um dieselbe Gütenprüfung, kann die scheinbare Rangfolge umkehren. Die gleiche Vorsicht gilt für die Frequenz. Die Klassifizierungsbedingung von ASTM A677 beträgt 60 Hz und 1,5 T, was die primäre Verwendung in Geräten für 50 und 60 Hz widerspiegelt. Eine Prüfung bei 400 Hz misst ein anderes Verhältnis von Hystereseverlust, klassischem Wirbelstromverlust und Zusatzverlust. Selbst wenn Werkstoff, Dicke und Probenverfahren unverändert bleiben, kann der Wert nicht ohne ein begründetes Frequenzmodell und übereinstimmende Annahmen zur Wellenform übertragen werden. Ein belastbarer Prüfbericht nennt daher die Werkstoffnorm und Gütenbezeichnung, den Lieferzustand, die Nenndicke, das Probenverfahren, die Frequenz, die Spitzeninduktion, gegebenenfalls die Wellenform, den Isolationszustand und die Prüfrichtung. Bei kornorientiertem Stahl muss die Walzrichtung ausdrücklich angegeben werden. „Eisenverlust: 1,5 W/kg“ ist unvollständig; „Eisenverlust, gemessen mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren bei 60 Hz und 1,5 T an vollständig verarbeitetem nicht kornorientiertem Stahl“ bezeichnet ein verwendbares Ergebnis. Bei einer unidirektionalen Messung an kornorientiertem Stahl sind die Richtung und das Verfahren nach ASTM A804/A804M gleichermaßen unverzichtbar. Das Prüfverfahren ist Bestandteil der Eigenschaft – keine nachträgliche Fußnote. ## Wie man eine Güteklasse oder ein Datenblatt liest, ohne es falsch zu verstehen #### Reihenfolge beim Lesen eines Datenblatts 1. **1. Norm bestimmen** Das maßgebliche ASTM- oder IEC-Dokument ermitteln. 2. **2. Lieferzustand bestimmen** Feststellen, ob das Blech vollverarbeitet oder halbverarbeitet ist. 3. **3. Materialfamilie bestimmen** Nicht kornorientiertes und kornorientiertes Elektroband voneinander trennen. 4. **4. Prüfbedingungen erfassen** Frequenz, Induktion, Richtung, Probenverfahren und gegebenenfalls Wellenform erfassen. 5. **5. Fertigungsbedingungen prüfen** Dicke, Beschichtung, Schneiden, Spannungsarmglühen, Schichtung und Einspannen überprüfen. Eine Güteklassenbezeichnung ist keine vollständige magnetische Spezifikation. Sie kennzeichnet ein Material innerhalb einer Norm, doch das angegebene Verhalten hängt außerdem vom Lieferzustand, der Dicke, der Prüffrequenz, der Induktion, der Probenrichtung und dem Messverfahren ab. Eine systematische Lesereihenfolge verhindert den häufigen Fehler, den Siliziumgehalt oder eine geringe Nenndicke als direkten Ersatz für die magnetische Leistungsfähigkeit zu betrachten. ### Norm, Lieferzustand und Güteklassenfamilie entschlüsseln Beginnen Sie mit der maßgeblichen Norm, nicht mit der Güteklassennummer. ASTM A677 beispielsweise gilt für vollständig verarbeitete nichtkornorientierte Elektrobleche, die in erster Linie für magnetische Geräte mit 50 und 60 Hz vorgesehen sind. Die Güteklassen werden anhand des maximalen Ummagnetisierungsverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemäß ASTM A677-07 (ASTM International, 2007) gemessen wird. Diese Klassifizierung beschreibt nicht jede mögliche Betriebsbedingung. Ermitteln Sie anschließend den Lieferzustand. Vollständig verarbeitetes Material hat die in seiner Spezifikation vorgeschriebene magnetische Wärmebehandlung erhalten und wird mit festgelegten magnetischen Eigenschaften geliefert. Halbverarbeitetes Material wird zur weiteren Verarbeitung durch den Anwender geliefert, üblicherweise einschließlich eines abschließenden Glühens. Sein magnetisches Verhalten im Lieferzustand darf nicht als gleichwertig mit dem vollständig verarbeiteten Blech angesehen werden. Die Übersicht der ASTM-Normen macht diese Unterscheidung ausdrücklich deutlich. Das ASTM Subcommittee A06.02 führt ASTM A677 für vollständig verarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroblech, ASTM A683 für halbverarbeitetes nichtkornorientiertes Elektroblech und ASTM A876 für vollständig verarbeitetes kornorientiertes Elektroblech auf. ASTM A976 behandelt die Klassifizierung von Isolierbeschichtungen. Ein Datenblatt, das lediglich „Elektroblech“ angibt, lässt die Informationen vermissen, die erforderlich sind, um das Material in diese Übersicht einzuordnen. Bestimmen Sie als Nächstes die Stahlfamilie. Nichtkornorientiertes Elektroblech ist darauf ausgelegt, in verschiedenen Richtungen innerhalb der Blechebene ein relativ ähnliches magnetisches Verhalten zu zeigen, ist jedoch nicht vollkommen richtungsunabhängig. Kornorientiertes Elektroblech weist eine ausgeprägte kristallografische Textur auf, die gewöhnlich mit der Goss-Orientierung verbunden ist, und wird normalerweise in Walzrichtung oder einer anderen festgelegten Richtung bewertet. Die beiden Familien dienen unterschiedlichen Auslegungen magnetischer Kreise und sollten nicht anhand einer einzigen Hierarchie von Gütenummern miteinander verglichen werden. ASTM A876 gilt für kornorientierten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und einem Siliziumgehalt von ungefähr 3,2 %. Die Norm umfasst konventionelle, hochpermeable und lasergeschriebene Güten. IEC 60404-8-7:2017 gilt für kaltgewalzte Bänder und Bleche aus kornorientiertem Elektroblech, die im vollständig verarbeiteten Zustand geliefert werden, einschließlich der Nenndicken 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Diese Dicken sind charakteristische Einträge in dieser Produktnorm; für sich genommen stellen sie keine Rangfolge der Leistungsfähigkeit dar. Für halbverarbeitetes nichtkornorientiertes Material legt IEC 60404-8-3:2023 Nenndicken von 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm sowie magnetische Eigenschaften, Maßtoleranzen und Prüfverfahren fest. Das Vorkommen einer Dicke in dieser Liste macht ein Blech nicht gleichwertig mit einer vollständig verarbeiteten nichtkornorientierten Güte derselben Dicke. Notieren Sie die Nenndicke getrennt von der Güte. Halten Sie außerdem Angaben zur Beschichtung oder Isolierung fest. Eine elektrisch isolierende Beschichtung erhöht den Zwischenlagenwiderstand und verringert den zwischen benachbarten Blechlagen zirkulierenden Strom; ASTM A976 bietet den maßgeblichen Rahmen für die Klassifizierung von Beschichtungen. Silizium und Aluminium können den elektrischen Widerstand erhöhen, während Textursteuerung und Verarbeitung die Hysterese und die Permeabilität beeinflussen. Keines dieser Merkmale bestimmt allein den endgültigen Ummagnetisierungsverlust. ### Klassifizierungen des maximalen Ummagnetisierungsverlusts richtig lesen Eine Klasse für den maximalen Ummagnetisierungsverlust ist eine Einhalte-Grenze unter festgelegten Bedingungen und keine universelle Verlustkonstante. Wenn ASTM A677 eine Güte anhand des maximalen Verlusts bei 60 Hz, 1,5 T und einer Epstein-Prüfung einstuft, gilt der Wert für diese definierte Messung. Er sagt nicht automatisch den Verlust bei 400 Hz, bei 1,0 T, unter rotierender Flussdichte oder nach einem anderen Stanz- und Spannungsarmglühverfahren voraus. Eine nützliche Übertragung behält die Bedingung neben der Zahl bei: „maximaler spezifischer Gesamtverlust, \[Frequenz\], \[Induktion\], Epstein-Prüfung“. Werden die Bedingungen in eckigen Klammern entfernt, wird aus einem qualifizierten Ergebnis eine irreführende Angabe. Dieselbe Sorgfalt gilt für kornorientierte Güten. Die ASTM-Praxis unterscheidet konventionelle Güten, die für Prüfungen bei 1,5 T vorgesehen sind, von anderen kornorientierten Güten, die für Prüfungen bei 1,7 T vorgesehen sind (ASTM International, 2024). Ein Vergleich ihrer numerischen Grenzwerte ohne Beibehaltung der Prüfinduktion ist unzulässig. Auch das Probenverfahren kann das Ergebnis verändern. ASTM A804/A804M ist in erster Linie für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch plan geglättetem kornorientiertem Elektroblech vorgesehen, das als Blechmaterial für Transformatorenkern-Lamellen verwendet wird. Seine Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar; „vergleichbar“ bedeutet jedoch nicht, dass jede Prüfgeometrie identische Messwerte liefert. ASTM A804/A804M-04, 2021 bestätigt, sollte daher immer angegeben werden, wenn ihre Messungen in einem Datenblatt erscheinen. Der Ummagnetisierungsverlust selbst setzt sich aus mehreren physikalischen Beiträgen zusammen. Die 2017 veröffentlichte Studie des Karlsruhe Institute of Technology unterteilt den Transformatorenkernverlust in Hystereseverluste, klassische Wirbelstromverluste und Zusatzverluste. Die Bewegung von Domänenwänden durch die magnetische Struktur trägt zu den Hystereseverlusten bei. Eine veränderliche Flussdichte induziert Wirbelströme im Stahl und erzeugt klassische Wirbelstromverluste; die Domänenstruktur und örtlich begrenzte Strompfade tragen zu den Zusatzverlusten bei. Dünneres Elektroband weist nicht automatisch geringere Verluste auf, wenn sich Textur, Verarbeitung, Beschichtung, Spannung oder Prüfbedingungen unterscheiden. Limited evidence Die Dicke beeinflusst hauptsächlich den Wirbelstromanteil, weil kürzere elektrische Wege den Verlust durch zirkulierende Ströme verringern. Geringere Verluste können auch durch einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand, eine geeignete Isolierung, eine geringere mechanische Spannung oder eine verbesserte Kornorientierung entstehen. Ein dünneres Blech kann dennoch einen höheren gemessenen Gesamtverlust aufweisen, wenn sich seine Textur, sein Verarbeitungszustand, seine Beschichtung oder seine Prüfbedingung unterscheidet. „0,27 mm“ ist eine Dicke und keine vollständige magnetische Güte. ### Permeabilität, Induktion und Verlust voneinander trennen Die Permeabilität beschreibt, wie viel magnetische Induktion bei einer bestimmten magnetisierenden Feldstärke erzeugt wird. In vereinfachter Form vergleicht die relative Permeabilität die Reaktion des Materials mit derjenigen des freien Raums. Ein Datenblatt kann die Anfangspermeabilität, die maximale Permeabilität oder die Permeabilität bei einer angegebenen Induktion ausweisen. Dies sind unterschiedliche Größen und dürfen nicht zu einer einzigen Zahl zusammengefasst werden. Die Induktion ist die magnetische Flussdichte und wird üblicherweise in Tesla angegeben. Sie bezeichnet den Betriebs- oder Prüfpunkt, bei dem eine Eigenschaft gemessen wird. Ein hochpermeabler kornorientierter Stahl kann eine bestimmte Induktion mit einer geringeren magnetisierenden Feldstärke erreichen als ein anderer Stahl; sein Gesamtverlust hängt jedoch weiterhin von Frequenz, Signalform, Dicke, Textur, Spannung und Isolierung ab. Die leichte Magnetisierbarkeit ist nicht dasselbe wie eine geringe Energieverlustleistung pro Zyklus. Lesen Sie jede Eigenschaft als vollständiges Tupel: Lieferzustand, Güteklassenfamilie, Nenndicke, Frequenz, Induktion, Richtung, Probenverfahren und angegebene Eigenschaft. Bei kornorientiertem Stahl müssen außerdem die Walzrichtung sowie die Angabe berücksichtigt werden, ob die Prüfung in Längsrichtung, Querrichtung oder einer anderweitig festgelegten Richtung erfolgt. Ändern Sie bei einem Vergleich jeweils nur eine Variable. Ein Datenblatt, in dem diese Bedingungen fehlen, kann zwar eine Produktfamilie kennzeichnen, erlaubt jedoch keinen belastbaren magnetischen Vergleich. ## Fertigungsvariablen, die die magnetischen Eigenschaften verändern Elektroband erhält sein magnetisches Verhalten nicht allein durch den Siliziumgehalt oder die Nenn­dicke. Walzgeschichte, Glühen, Kornorientierung, Eigenspannungen, Oberflächenisolierung und der Zustand, in dem das Blech die Kernfertigung erreicht, beeinflussen allesamt das Messergebnis. Die Unterscheidung zwischen vollständig bearbeitetem nicht kornorientiertem, halbprozessiertem nicht kornorientiertem und vollständig bearbeitetem kornorientiertem Elektroband ist daher sowohl eine Unterscheidung der Fertigung als auch der Normen. Das ASTM-Subcommittee A06.02 nennt ASTM A677 für vollständig bearbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband, ASTM A683 für halbprozessiertes nicht kornorientiertes Elektroband, ASTM A876 für vollständig bearbeitetes kornorientiertes Elektroband und ASTM A976 für Isolierbeschichtungen von Elektroband. IEC 60404-8-3:2023 behandelt kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektroband, das im halbprozessierten Zustand geliefert wird, während IEC 60404-8-7:2017 kaltgewalztes kornorientiertes Elektroband im vollständig bearbeiteten Zustand behandelt. Eine Werkstoffbezeichnung hat nur zusammen mit diesem Lieferzustand und den Prüfbedingungen, die zu ihrer magnetischen Eigenschaft gehören, eine Bedeutung. ### Kaltverformung, Rekristallisation und Korngröße Die Kaltverformung verändert mehr als nur die Blechdicke. Sie streckt die Körner, erhöht die Versetzungsdichte, speichert Verformungsenergie und erzeugt kristallografische sowie mechanische Anisotropie. Diese Veränderungen beeinflussen die Bewegung der Domänenwände und die Leichtigkeit, mit der die Magnetisierung einem angelegten Feld folgt. Ein stark verformtes Band kann daher ein deutlich anderes magnetisches Verhalten zeigen als ein geglühtes Band gleicher Zusammensetzung und Nenn­dicke. Durch die Rekristallisation wird ein großer Teil der kaltverformten Struktur beseitigt, indem sich während der Wärmebehandlung neue, vergleichsweise spannungsfreie Körner bilden. Die resultierende Textur hängt von der Ausgangsstruktur, dem Verformungsverlauf, den Glühbedingungen, den Hemmern und der Legierungschemie ab. Das anschließende Kornwachstum verändert dann die Anzahl und den Charakter der Korngrenzen. Korngrenzen können Domänenwände behindern, während übermäßig große oder unregelmäßige Körner die lokale magnetische Uneinheitlichkeit erhöhen und das Verhalten im Bereich von Verbindungsstellen und geschnittenen Kanten erschweren können. Es gibt keine allgemeingültige Regel für die Korngröße, die gleichermaßen für nicht kornorientierte und kornorientierte Produkte gilt. Bei nicht kornorientiertem Elektroband zielt die Verarbeitung auf eine Verteilung kristallografischer Orientierungen ab, die in mehr als einer Richtung innerhalb der Blechebene ein brauchbares magnetisches Verhalten ermöglicht. Vollständig bearbeitetes nicht kornorientiertes Material hat beim Hersteller seine abschließende magnetische Glühbehandlung erhalten. Halbprozessiertes nicht kornorientiertes Material hat die vollständige abschließende Behandlung noch nicht erhalten; das spätere Glühen und die Fertigungsfolge des Anwenders können seine rekristallisierte Struktur, Korngröße und magnetischen Eigenschaften verändern. IEC 60404-8-3:2023 umfasst halbprozessiertes Material mit Nenn­dicken von 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm, doch diese Dicken legen den späteren Verlust nach einer nicht spezifizierten nachgeschalteten Wärmebehandlung nicht fest. Kornorientiertes Elektroband verfolgt ein anderes Ziel. Seine Verarbeitung entwickelt eine ausgeprägte Goss-Textur, die üblicherweise durch die Orientierung {110}\<001\> beschrieben wird, sodass bei vielen Körnern die Richtung der leichten Magnetisierung parallel zur Walzrichtung liegt. ASTM A876 gilt für kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und etwa 3,2 % Silizium und umfasst konventionelle, hochpermeable und lasergeritzte Güten. IEC 60404-8-7:2017 gilt für vollständig bearbeitetes kornorientiertes Band mit Nenn­dicken von 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Die Walzrichtung ist für die Angabe der Eigenschaften von kornorientiertem Elektroband von entscheidender Bedeutung. Ein Wert, der in der vorgesehenen Flussrichtung gemessen wurde, kann nicht unmittelbar auf einen quer dazu liegenden oder von Verbindungsstellen dominierten Bereich übertragen werden. ASTM A804/A804M ist hauptsächlich für Wechselstrommessungen in einer Richtung an thermisch plangerichtetem kornorientiertem Elektroband vorgesehen; die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epstein-Verfahren vergleichbar. Probengeometrie und Prüfrichtung sind Teil des Ergebnisses. Die Korngröße wirkt sich auch auf die einzelnen Bestandteile des Ummagnetisierungsverlustes aus. Die Studie des Karlsruhe Institute of Technology aus dem Jahr 2017 gliedert den Verlust eines Transformatorkerns in Hystereseverluste, klassische Wirbelstromverluste und Zusatzverluste. Der Hystereseverlust spiegelt die irreversiblen Bewegungen der Domänenwände und die Magnetisierungsvorgänge wider. Klassische Wirbelstromverluste entstehen, wenn ein wechselnder Fluss umlaufende Ströme im Blech induziert. Zusatzverluste stellen zusätzliche dynamische Domänenvorgänge dar, die vom einfachen klassischen Term nicht erfasst werden. Durch Glühen können spannungsbedingte Hystereseeffekte vermindert werden, während Dicke, spezifischer elektrischer Widerstand, Domänenstruktur und Frequenz die anderen Verlustanteile beeinflussen. ### Spannungsarmglühen und Ebenheit Schneiden, Stanzen, Scheren, Biegen und Stapeln erzeugen Spannungen, die beim flachen Prüfstreifen nicht vorhanden waren. Eine gestanzte Kante enthält plastische Verformungen und Eigenspannungen; ein schmaler Zahn oder eine Ecke kann im Verhältnis zu seiner Breite einen großen Spannungsgradienten aufweisen. Diese Bereiche behindern die Bewegung der Domänenwände und können den lokalen Hystereseverlust erhöhen. Die Wirkung kann bei einer großen Epstein-Probe gering, bei einem kompakten Motorständer, einer Transformatorecke oder einem scharf umgeformten Bauteil jedoch erheblich sein. Der Lieferzustand ist von Bedeutung, da vollständig bearbeitetes Material durch die Fertigung nicht zwangsläufig unbeeinflusst bleibt. Ein vollständig bearbeitetes Blech hat die spezifizierte magnetische Behandlung auf Herstellerseite abgeschlossen, doch Schneiden und Umformen können das magnetische Verhalten der fertigen Lamelle weiterhin verschlechtern. Halbprozessiertes nicht kornorientiertes Elektroband hängt stärker von der späteren Glüh- und Umformfolge des Abnehmers ab. Ein aus Blechen zusammengesetzter Kern, die vor der Fertigung geprüft wurden, kann daher einen höheren Verlust aufweisen, als das Zertifikat vermuten lässt. Thermisches Planrichten wirkt sich sowohl auf die Geometrie als auch auf die Spannung aus. Eine Wärmebehandlung kann Eigenspannungen aus dem Walzen, Schneiden oder der Handhabung verringern und die Ebenheit verbessern, doch die Temperatureinwirkung beeinflusst auch die Kornstruktur, das Verhalten der Beschichtung und die magnetischen Eigenschaften. ASTM A804/A804M betrifft ausdrücklich thermisch plangerichtetes kornorientiertes Material, das als Blechmaterial für Transformatorkernlamellen verwendet wird. Diese Einschränkung ist wichtig: Ein Wert für thermisch plangerichtetes, in einer Richtung geprüftes Band beschreibt nicht automatisch einen gescherten, gestapelten und verspannten Kern. Die mechanische Verspannung durch Klemmen stellt eine weitere Spannungsquelle dar. Übermäßiger Druck, ungleichmäßiges Stapeln, zu straffes Wickeln oder lokaler Kontakt mit Graten können die Magnetostriktion und die Domänenbewegung behindern. Ebenheitsprobleme können Spalte oder punktförmige Kontakte zwischen den Lamellen verursachen, die Flussverteilung verändern und den lokalen Verlust erhöhen. Thermisches Planrichten ist kein allgemeiner Reparaturschritt, der sämtliche Fertigungseinflüsse beseitigt. Das Ergebnis hängt von der vorausgegangenen Verformung, der Wärmebehandlung, der Stahlklasse und dem Beschichtungssystem ab. ### Domänenverfeinerung und Oberflächenzustand Die Domänenverfeinerung verkürzt die Strecke, über die sich magnetische Domänen umkehren, und begrenzt dadurch die mit der Bewegung der Domänenwände verbundene Energie; unter geeigneten Bedingungen wird so der Verlust verringert. Das Laserritzen ist ein Verfahren, das bei kornorientiertem Elektroband eingesetzt wird. Dabei werden schmale, kontrollierte Störungen der Oberfläche erzeugt, die die Domänen über die Blechbreite hinweg unterteilen. Die Behandlung ist nicht gleichbedeutend mit einer Veränderung des Siliziumgehalts im Grundwerkstoff, und ihre Wirkung muss zusammen mit der für die Güte festgelegten Prüfinduktion betrachtet werden. ASTM A876 unterscheidet kornorientierte Güten und Prüfbedingungen, zu denen konventionelle Güten mit einer Festlegung bei 1,5 T sowie andere Güten mit einer Festlegung bei 1,7 T gehören. Der Vergleich von Verlustwerten bei diesen unterschiedlichen Induktionen kann zu einer falschen Rangfolge führen. Frequenz, Induktion, Walzrichtung, Probenverfahren und Lieferzustand müssen jeden angegebenen magnetischen Wert begleiten. Die Oberflächenbeschichtung hat zwei Aufgaben. Sie isoliert benachbarte Lamellen elektrisch, erhöht den Widerstand zwischen den Lamellen und verringert umlaufende Wirbelströme; zugleich beeinflusst sie Spannung, Stanzbarkeit, Wärmebehandlungseignung und Stapelverhalten. ASTM A976 bietet den Klassifikationsrahmen für Isolierbeschichtungen von Elektroband. Eine beschädigte Beschichtung, ein leitfähiger Grat, eine übermäßige Beschichtungsdicke oder ein ungünstiges Kontaktbild kann den Verlust des zusammengebauten Kerns verändern, selbst wenn der Stahlgrundwerkstoff seine Blech­spezifikation erfüllt. Der Oberflächenzustand beeinflusst ebenfalls die Spannung. Rauheit, Kratzer, Oxidrückstände und eine uneinheitliche Beschichtung können lokale Kontaktstellen erzeugen oder das Blech beim Stapeln einspannen. Laserritzen, Beschichtungsspannung und Beschädigungen der Schnittkanten nach dem Schneiden können zusammenwirken, anstatt unabhängig voneinander zu wirken. Dünne Lamellen tragen zur Verringerung klassischer Wirbelstromverluste bei, doch ein dünneres Blech beseitigt weder Hysterese- noch Zusatzverluste, die durch eine ungünstige Textur, Eigenspannungen oder eine ungünstige Anregung verursacht werden. Aus diesem Grund lautet die entscheidende Frage nicht einfach, welche Güte geliefert wurde. Entscheidend ist vielmehr, ob die spezifizierte Güte, der Verarbeitungszustand, die Textur, die Oberflächenisolierung, die Schneidpraxis, die Spannungsarmbehandlung und der Kernzusammenbau bei der tatsächlichen Frequenz und Induktion den erforderlichen Verlust ergeben. Der fertige Kern ist das eingesetzte magnetische Bauteil; die ursprüngliche Prüfung am flachen Band ist lediglich eine kontrollierte Messung innerhalb seiner Fertigungsgeschichte. ## Auslegung von Transformator- und Rotationsmaschinenkernen anhand des Materialverhaltens Ein Kern ist nicht denselben magnetischen Bedingungen ausgesetzt, unter denen eine Blechgüte klassifiziert wird. Das Material wird in eine bestimmte Geometrie geschnitten, isoliert, gestapelt, geklemmt und mit einer bestimmten Wellenform betrieben. Jeder dieser Schritte kann die magnetische Antwort des fertigen Bauteils verändern. Eine Gütebezeichnung kennzeichnet daher eine Materialklasse und eine festgelegte Prüfbedingung, nicht einen garantierten Verlustwert für jeden montierten Kern. Die Unterscheidung zwischen den Lieferzuständen ist bereits in der Entwurfsphase von Bedeutung. ASTM A677 gilt für vollständig verarbeitete nicht kornorientierte Elektrobleche, die hauptsächlich in magnetischen Geräten mit 50 und 60 Hz eingesetzt werden; die Güten werden anhand des maximalen Kernverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T nach dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird. ASTM A683 gilt für halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Stahlblech, während ASTM A876 vollständig verarbeitetes kornorientiertes Stahlblech abdeckt. IEC 60404-8-3:2023 legt kaltgewalztes nicht kornorientiertes Elektroband und -blech fest, das im halbverarbeiteten Zustand geliefert wird, während IEC 60404-8-7:2017 vollständig verarbeitetes kornorientiertes Material behandelt. Diese Normen beschreiben keine austauschbaren Produkte. Sie beschreiben unterschiedliche Kombinationen aus Zusammensetzung, Textur, Verarbeitung, magnetischer Prüfung und Lieferzustand. ### Transformatorenkern und bevorzugte Flussrichtung Ein Transformatorenkern wird so ausgelegt, dass der größte Teil seines Wechselmagnetflusses einem kontrollierten Weg durch die Walzrichtung des kornorientierten Elektroblechs folgt. Bei vollständig verarbeitetem kornorientiertem Stahl sorgt eine ausgeprägte Goss-Textur dafür, dass viele Kristallrichtungen günstig zur Walzrichtung ausgerichtet sind. Die Magnetisierung erfordert in dieser Richtung daher ein geringeres Feld als bei einem statistisch orientierten Gefüge, insbesondere bei der für die Auslegung verwendeten Induktion und Frequenz. Aus diesem Grund werden Transformatorbleche nicht einfach als Stapel identischer Rechtecke angeordnet. Das Band wird so geschnitten und ausgerichtet, dass der Magnetfluss den Schenkeln und Jochen folgt und dabei möglichst wenige abrupte Richtungsänderungen durchläuft. Eine Step-Lap- und ähnliche Stoßanordnungen verteilen den Übergang auf mehrere Bleche, anstatt den gesamten Magnetfluss zu zwingen, einen einzigen scharfen Stumpfstoß zu überqueren. Ziel ist nicht nur ein kürzerer magnetischer Weg. Es geht auch um eine geringere Konzentration des lokalen Magnetisierungsfeldes und eine geringere Störung der bevorzugten Textur. ASTM A876 gilt für kornorientierte Silizium-Eisen-Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und ungefähr 3,2 % Silizium und umfasst konventionelle, hochpermeable und lasergeschriebene Güten. Die Prüfinduktion muss bei jeder angegebenen Eigenschaft eindeutig genannt werden: Konventionelle kornorientierte Güten werden nach der von ASTM International im Jahr 2024 beschriebenen ASTM-Klassifizierungspraxis für Prüfungen bei 1,5 T bezeichnet, während andere kornorientierte Güten für Prüfungen bei 1,7 T bezeichnet werden. Ein Verlustwert bei 1,5 T kann nicht ohne Weiteres mit einem Wert bei 1,7 T verglichen werden. ASTM A804/A804M gilt hauptsächlich für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch plattiertem kornorientiertem Stahl. Die Ergebnisse sind mit dem 25-cm-Epsteinverfahren vergleichbar, doch die Prüfanordnung unterscheidet sich weiterhin von einem fertigen Transformator mit Stößen, Ecken, Klemmteilen und durch die Wicklung verursachten Feldern. Die Walzrichtung und die Ausrichtung der Proben sind Bestandteil der Messdefinition. Die Kornorientierung verringert einen Bestandteil der magnetischen Belastung; sie beseitigt jedoch nicht die drei physikalischen Quellen des Kernverlusts. Die Studie des Karlsruher Instituts für Technologie aus dem Jahr 2017 unterscheidet Hystereseverluste, klassische Wirbelstromverluste und Zusatzverluste. Die Bewegung der Domänenwände trägt zu den Hystereseverlusten bei. Wechselnder Magnetfluss induziert Wirbelströme, deren Größe von der Blechdicke, dem elektrischen Widerstand und der Isolierung zwischen den Blechen beeinflusst wird. Zusatzverluste stellen zusätzliche dynamische Effekte dar, die mit Domänenprozessen und lokalen magnetischen Inhomogenitäten verbunden sind. Silizium, Aluminium, dünnes Band, Oberflächenisolierung und Textur können diese Verlustanteile auf unterschiedliche Weise beeinflussen. Ein Transformatorenkonstrukteur muss daher die bevorzugte Richtung des Stahls an den Magnetflussweg anpassen und diesen Vorteil anschließend während der Fertigung bewahren. Ein Blech mit einem niedrigen normierten Verlust kann sich schlecht verhalten, wenn seine Schnittkanten, Stöße oder beanspruchten Bereiche den montierten Kern dominieren. ### Rotationsmaschinen und sich ändernder Fluss in der Blechebene Der magnetische Weg in einer Rotationsmaschine ist weniger eindeutig. In Statorzähnen, Rückeneisen und Rotorkomponenten ändert sich die lokale Magnetflussrichtung, während sich der Rotor bewegt und das Wicklungsfeld dreht. Ein großer Teil dieses Flusses bleibt in der Ebene der Bleche, doch sein Winkel zur Walzrichtung ändert sich fortlaufend. Ein kornorientiertes Blech würde seine stärkste magnetische Antwort nur in ausgewählten Richtungen bieten und wäre daher schlecht für einen Kern geeignet, der wiederholte Richtungsänderungen in der Blechebene aufnehmen muss. Vollständig verarbeiteter nicht kornorientierter Elektrobandstahl ist für solche Magnetflusswege folglich die übliche Materialklasse. Seine kristallografische Textur wird so gesteuert, dass Richtungsunterschiede begrenzt werden, anstatt eine einzige vorherrschende Vorzugsrichtung zu erzeugen. Die relevante Auswahl lautet weiterhin nicht einfach „hoher Siliziumgehalt gegenüber niedrigem Siliziumgehalt“. Sie umfasst die festgelegte Güte, die Nenndicke, den Lieferzustand, den spezifischen elektrischen Widerstand, die Oberflächenisolierung, die magnetische Induktion, die Frequenz und die Verarbeitungsgeschichte. Halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Stahlblech stellt eine weitere Auslegungsbedingung dar. IEC 60404-8-3:2023 umfasst Nenndicken von 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm für Band und Blech, die im halbverarbeiteten Zustand geliefert werden, sowie magnetische Eigenschaften, Maßtoleranzen und Prüfverfahren. Eine abschließende Glühung kann Bestandteil des Fertigungsablaufs des Anwenders sein. Daher kann der magnetische Zustand nach dem Stanzen und der Wärmebehandlung nicht aus der Bezeichnung eines vollständig verarbeiteten Materials abgeleitet werden. Das ASTM-Subkomitee A06.02 führt A683 für halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Stahlblech und A677 für vollständig verarbeitetes nicht kornorientiertes Stahlblech auf; diese Bezeichnungen dürfen nicht gegeneinander ausgetauscht werden. Kerne von Rotationsmaschinen erfahren außerdem lokale Magnetflussanteile, die durch Nutung, Sättigung der Zahnspitzen, Oberschwingungen und mechanische Asymmetrie entstehen. Diese Felder können sich von der sinusförmigen, gleichförmigen Anregung unterscheiden, die bei einer Katalog- oder Normenprüfung verwendet wird. Der resultierende Verlust kann daher ansteigen, selbst wenn die nominale Betriebsfrequenz unverändert bleibt. Dünne Bleche tragen zur Verringerung klassischer Wirbelstromverluste bei, weil jedes isolierte Blech den Weg der Umlaufströme begrenzt. Dünneres Material löst jedoch nicht automatisch Hysterese- oder Zusatzverluste, die durch beschädigte Kanten, Spannungen oder verzerrten Magnetfluss verursacht werden. ### Stapelung, Stöße und lokale Spannungen Der fertige Kern enthält mehr Stahl, als der magnetische Kreis tatsächlich wirksam nutzt. Der Stapelfaktor ist das Verhältnis des Volumens des massiven Stahls zum gesamten Stapelvolumen; der verbleibende Anteil entfällt auf Beschichtung, Oberflächenrauheit, Welligkeit und kleine Zwischenräume. Ein niedrigerer Stapelfaktor erfordert eine höhere Flussdichte im Stahl, um denselben mittleren Magnetfluss durch den Kernquerschnitt zu erzeugen. Dadurch können sich Verlust und Magnetisierungsstrom erhöhen, obwohl das einzelne Blech weiterhin sein ursprüngliches Epstein-Ergebnis erfüllt. Die elektrische Isolierung zwischen den Blechen ist entscheidend für die Begrenzung von Zwischenlagen-Wirbelströmen. ASTM A976 stellt den ASTM-Klassifizierungsrahmen für elektrische Isolierbeschichtungen von Elektroblechen bereit. Eine Beschichtung, die beschädigt, verunreinigt, unzureichend ausgehärtet oder über ihren vorgesehenen Zustand hinaus verdichtet wurde, kann leitfähige Brücken über mehrere Bleche hinweg erzeugen. Solche Brücken vergrößern die Wirbelstromschleifen. Die nominale Stahlgüte hat sich nicht verändert, wohl aber der elektrische Stromkreis innerhalb des Blechpakets. Schneiden und Stanzen führen zu einer weiteren Abweichung zwischen der Blechprüfung und dem Verhalten des Kerns. Beim Scherschneiden wird das Material in Kantennähe plastisch verformt, die lokalen magnetischen Domänen werden verändert, und Hysterese- sowie Zusatzverluste können steigen. Beim Stanzen können insbesondere um Bohrungen und in schmalen Zahnabschnitten stärkere Verformungen auftreten. Eine schmale beschädigte Zone kann überproportional bedeutsam sein, wenn sie einen großen Anteil eines Zahns einnimmt oder wenn sich der Magnetfluss in Kantennähe konzentriert. Entgraten, geeignete Werkzeuge, ein Spannungsarmglühen, soweit Lieferzustand und Beschichtung dies zulassen, sowie eine sorgfältige Kontrolle des Schneidspiels sind Maßnahmen zur Begrenzung dieses Nachteils; keine davon ändert rückwirkend das Ergebnis der standardisierten Güteprüfung. Grate sind sowohl ein mechanischer als auch ein elektrischer Fehler. Ein Grat kann den wirksamen Abstand zwischen benachbarten Blechen verringern, die Isolierung durchstoßen oder verschieben und einen leitfähigen Kontakt durch das Blechpaket herstellen. Außerdem kann er einen lokalen geometrischen Vorsprung bilden, der beim Klemmen die Spannung konzentriert. Das Ergebnis ist ein Bereich mit veränderter Flussdichte und zusätzlichen Umlaufstrompfaden. Stöße verdienen eine gesonderte Betrachtung. An einer Transformatorenecke muss der Magnetfluss von einem Schenkel oder Jochabschnitt in den anderen übertreten. Selbst ein gut ausgelegter Step-Lap-Stoß erhöht den magnetischen Widerstand und erzeugt lokale Streufelder. Eine unzureichende Passung, ein übermäßiger Spalt, falsch ausgerichtete Bleche oder ein Grat können das Feld auf nur wenige Bleche konzentrieren. Der gemessene Verlust des vollständigen Kerns kann dann den Wert überschreiten, der durch Multiplikation eines Blechverlustwerts mit der Masse geschätzt wurde. Der Klemmdruck ist erforderlich, um die Geometrie aufrechtzuerhalten. Ein übermäßiger oder ungleichmäßiger Druck führt jedoch zu elastischen und plastischen Spannungen. Spannungen verändern die Bewegung der Domänenwände und können die Permeabilität verringern, insbesondere in der Nähe von Bohrungen, Ecken, Stößen und schmalen Zähnen. Derselbe Effekt tritt auf, wenn Bleche beim Stapeln verformt werden oder wenn ein Rahmen die Wärmeausdehnung behindert. Bei der Kernauslegung sollten daher neben der Stahlbezeichnung auch die Druckverteilung, die Ebenheit, die Passung der Stöße, der Zustand der Beschichtung und die Kantenqualität festgelegt werden. Die praktische Regel ist einfach: Das Material ist anhand der magnetischen Richtung und der Prüfbedingung auszuwählen; anschließend ist der Fertigungsablauf so auszulegen, dass diese Eigenschaften die Montage überstehen. Ein normiertes Ergebnis gehört zu einer genau definierten Probe. Ein Maschinenkern ist eine beanspruchte, isolierte und mit Stößen versehene magnetische Struktur. ## Ein praxisorientierter Vergleichsrahmen für Elektrobandgüten ### Vergleichbare Materialien miteinander vergleichen „Elektroband“ bezeichnet mehrere Werkstoffklassen und kein einzelnes, beliebig austauschbares Produkt. Ein vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband, ein halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband und ein vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband können allesamt als Elektroband bezeichnet werden, obwohl sie in unterschiedlichen Magnetkreisen eingesetzt werden und unterschiedliche Vergleichsmaßstäbe erfordern. Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband wird charakterisiert, nachdem der Hersteller die magnetische Prozessroute abgeschlossen hat. Seine Eigenschaften sollen in verschiedenen Richtungen innerhalb der Blechebene relativ ähnlich sein, obwohl sie niemals vollkommen isotrop sind. ASTM A677 gilt für diese Klasse, vorwiegend für magnetische Geräte mit 50 und 60 Hz. Die Güten werden anhand des maximalen Ummagnetisierungsverlusts klassifiziert, der bei 60 Hz und 1,5 T mit dem Epstein-Prüfverfahren gemessen wird. Diese Klassifizierung ist nur dann aussagekräftig, wenn der Entwurf bei annähernd derselben Frequenz, Induktion, Probenmethode und demselben Lieferzustand betrieben wird. Halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband stellt einen anderen Vergleich dar. Der Abnehmer oder Verarbeiter kann nach dem Stanzen, Prägen oder Umformen eine abschließende Glühung durchführen, durch die der Werkstoff seinen spezifizierten magnetischen Zustand entwickelt. ASTM A683 behandelt halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband, während IEC 60404-8-3:2023 kaltgewalztes nicht kornorientiertes Band und Blech im halbverarbeiteten Zustand erfasst. Die IEC-Norm umfasst Nenndicken von 0,47, 0,50, 0,64, 0,65 und 0,79 mm. Ein halbverarbeitetes Blech und ein vollverarbeitetes Blech derselben Nenndicke sind nicht allein deshalb gleichwertig, weil beide eine Verlustbezeichnung tragen. Kornorientiertes Elektroband gehört wiederum zu einer anderen Kategorie. Seine Goss-Textur konzentriert die günstige kristallografische Orientierung entlang der Walzrichtung und macht es besonders für Magnetkreise geeignet, in denen der magnetische Fluss dieser Richtung folgt. ASTM A876 gilt für kornorientierte kohlenstoffarme Silizium-Eisen-Stähle mit etwa 3,2 % Silizium und umfasst konventionelle, hochpermeable sowie lasergeritzte Güten. IEC 60404-8-7:2017 behandelt vollverarbeitetes kornorientiertes Blech mit Nenndicken von 0,23, 0,27, 0,30 und 0,35 mm. Diese dünneren Produkte können geringere Wirbelstromverluste aufweisen als dickeres nicht kornorientiertes Blech; dadurch werden sie jedoch nicht zu einem direkten Ersatz in einer rotierenden Maschine mit erheblichen Quer- oder Drehflussanteilen. Ein auf die Bedingungen abgestimmter Vergleich ist aussagekräftiger als eine Rangordnung nach Gütebezeichnung. | Vergleichsmerkmal | Warum es wichtig ist | |---|---| | Materialklasse | Bestimmt die Richtungsabhängigkeit und den vorgesehenen magnetischen Kreis. | | Lieferzustand | Bestimmt, ob eine weitere Wärmebehandlung durch den Anwender erwartet wird. | | Nenndicke | Beeinflusst die Wege der klassischen Wirbelströme. | | Textur und Richtung | Steuern die richtungsabhängige Permeabilität und den Verlust. | | Frequenz und Induktion | Definieren den magnetischen Betriebs- oder Prüfzustand. | | Probenverfahren | Definiert Geometrie und magnetischen Flusspfad. | | Beschichtung und Montage | Steuern die Stromwege zwischen den Blechlagen im fertigen Kern. | Die erste Vergleichsfrage lautet daher nicht: „Welche Güte hat die niedrigere Zahl?“ Sie lautet: „Gehören diese Werkstoffe derselben Klasse, demselben Lieferzustand und derselben magnetischen Anwendung an?“ ### Eine normenbasierte Checkliste der Eigenschaften Ein sinnvoller Vergleich erfasst die Eigenschaft zusammen mit ihren Messbedingungen. Beginnen Sie mit der Norm und der Gütenbezeichnung und geben Sie anschließend an, ob der Werkstoff vollverarbeitet oder halbverarbeitet ist. Der Verarbeitungszustand beeinflusst die Permeabilität, die Hysterese, das Stanzverhalten, die Eigenspannung und das Ergebnis nach einer gegebenenfalls erforderlichen abschließenden Glühung. Erfassen Sie die Nenndicke getrennt von der gemessenen Dicke. Die Dicke beeinflusst den klassischen Wirbelstromverlust, weil ein wechselnder magnetischer Fluss im Blech umlaufende Ströme induziert; durch die Verringerung der Blechdicke wird deren Weg verkürzt und der elektrische Widerstand innerhalb der maßgeblichen Stromschleifen erhöht. Die Dicke allein legt jedoch nicht den gesamten Ummagnetisierungsverlust fest. Die 2017 veröffentlichte KIT-Studie unterteilt den Ummagnetisierungsverlust eines Transformatorkerns in Hystereseverlust, klassischen Wirbelstromverlust und Zusatzverlust. Die Bewegung von Domänenwänden erzeugt Hystereseverluste, während ein sich ändernder magnetischer Fluss Wirbelströme induziert; der Zusatzverlust spiegelt weitere dynamische Domänenprozesse wider. Ein Dickenvergleich, der die beiden anderen Beiträge außer Acht lässt, kann den bestimmenden Mechanismus falsch identifizieren. Die Prüffrequenz und die Induktion müssen neben jedem Verlustwert angegeben werden. ASTM A677 verwendet 60 Hz und 1,5 T als Grundlage für die Klassifizierung. Bei kornorientierten Güten ist besondere Sorgfalt erforderlich: Die ASTM-Praxis unterscheidet konventionelle Güten, die für die Prüfung bei 1,5 T vorgesehen sind, von anderen Güten, deren Prüfung bei 1,7 T vorgesehen ist. Ein bei 1,5 T gemessener Wert kann nicht unmittelbar einem bei 1,7 T gemessenen Wert gegenübergestellt werden, ohne den unterschiedlichen Punkt auf der Magnetisierungskurve zu berücksichtigen. Auch die Frequenz verändert das Verhältnis zwischen Hysterese-, Wirbelstrom- und Zusatzverlust. Geben Sie die Probenmethode an. Der Epstein-Test mittelt das magnetische Verhalten über eine definierte Anordnung von Blechstreifen, während ASTM A804/A804M hauptsächlich für unidirektionale Wechselstrommessungen an thermisch planbeschichtetem kornorientiertem Elektroband vorgesehen ist, das als Ausgangsmaterial für Transformatorkernlamellen verwendet wird. Ergebnisse nach ASTM A804/A804M sind mit der 25-cm-Epstein-Methode vergleichbar, doch die Verfahren sind keine austauschbaren Bezeichnungen. Die Messrichtung ist ebenso wichtig. Bei nicht kornorientiertem Elektroband ist die Richtung oder das Mittelungsverfahren anzugeben. Bei kornorientiertem Elektroband sind die Walzrichtung, die Querrichtung oder der Winkel zwischen dem magnetischen Fluss und der Walzrichtung zu spezifizieren. Ein parallel zur Walzrichtung gemessenes Ergebnis eines kornorientierten Werkstoffs sagt wenig über einen Magnetkreis aus, der vom Querfluss dominiert wird. Die Checkliste muss außerdem die Permeabilität und nicht nur den Verlust umfassen. Eine hohe Permeabilität kann den Magnetisierungsstrom und die lokale magnetische Beanspruchung verringern, selbst wenn der angegebene Ummagnetisierungsverlust ähnlich ist. Die Kornausrichtung kann die Permeabilität in einer Richtung erhöhen und gleichzeitig die Anisotropie verstärken, wodurch Eckverbindungen, schräg verlaufender Fluss und Querflussanteile schwieriger zu beherrschen sind. Laserritzen kann die Domänenstruktur verändern und den Verlust unter einer bestimmten Prüfbedingung verringern, beseitigt jedoch nicht das richtungsabhängige Verhalten. Erfassen Sie schließlich die Klassifizierung der Isolierbeschichtung und den Zustand der Oberfläche nach der Fertigung. ASTM A976 stellt den Klassifizierungsrahmen für Isolierbeschichtungen von Elektroband bereit. Beschichtungsdicke, Zwischenlagenwiderstand, Stanzbarkeit, Schweißbarkeit und Spannungsarmglühung nach dem Schneiden beeinflussen den zusammengebauten Kern. Eine Beschichtung, die den Zwischenlagenwiderstand erhöht, kann umlaufende Ströme zwischen den Lamellen verringern, während eine übermäßig dicke Beschichtung oder beschädigte Grenzflächen den Füllfaktor und das Verhalten der Verbindungen verändern können. ### Wann ein geringerer Nennverlust nicht die gesamte Konstruktionsentscheidung bestimmt Ein geringerer katalogisierter Verlust kann die falsche Auswahl darstellen, wenn er bei einer anderen Induktion, Frequenz, Richtung oder Probenmethode ermittelt wurde. Der Fehler ist besonders gravierend beim Vergleich kornorientierter und nicht kornorientierter Werkstoffe. Kornorientiertes Elektroband kann in Walzrichtung einen sehr niedrigen Verlust und eine hohe Permeabilität bieten; ein Motorstator erfährt jedoch einen Drehfluss, und eine Transformatorverbindung enthält lokale Flussabweichungen. Nicht kornorientiertes Elektroband verzichtet auf die maximale Richtungsleistung zugunsten eines gleichmäßigeren Verhaltens innerhalb der Blechebene, wodurch der Magnetkreis und der Fertigungsprozess häufig vereinfacht werden. Auch die Fertigbarkeit verändert das Ergebnis. Das Stanzen führt zu Kantenschädigungen und Eigenspannungen, die den Hystereseverlust erhöhen und die Permeabilität verringern können. Halbverarbeitetes Material kann seine magnetischen Eigenschaften während einer kontrollierten abschließenden Glühung wiedererlangen; dieser Schritt stellt jedoch Anforderungen an Atmosphäre, Temperatur, Sauberkeit, Vorrichtung und Abmessungen. Vollverarbeitetes Material vermeidet diesen speziellen Arbeitsgang, bleibt jedoch empfindlich gegenüber Schneidspannungen, Klemmung, Biegung und Verbindungsdruck. Der Silizium- und Aluminiumgehalt trägt zu einem höheren elektrischen Widerstand bei und kann den Wirbelstromverlust verringern; die Zusammensetzung stellt jedoch keine allgemeingültige Rangfolge der Güten dar. Textur, Korngröße, Ausscheidungskontrolle, Glühgeschichte, Beschichtung und Spannungszustand können einen einfachen Siliziumvergleich überwiegen. Dünne Lamellen, isolierende Beschichtungen, ein erhöhter Silizium- und Aluminiumgehalt sowie die Kornausrichtung sind Mechanismen zur Verlustkontrolle — keine austauschbaren Indikatoren für die allgemeine magnetische Eignung. Ein wiederverwendbarer Vergleichsrahmen lautet: **Werkstoffklasse; Liefer- und Verarbeitungszustand; Nenndicke; Textur und Anisotropie; angegebene Permeabilität und angegebener Verlust; Prüfinduktion; Frequenz; Probenmethode; magnetische Richtung; Klassifizierung der Beschichtung und Zwischenlagenwiderstand; Fertigungs- und Spannungszustand; sowie der vorgesehene Magnetkreis.** Erst wenn diese Felder übereinstimmen oder ihre Unterschiede modelliert wurden, sollte eine Güte einer anderen gegenübergestellt werden. Der richtige Vergleich ist bedingungsbezogen und nicht bezeichnungsbezogen. ## Quellen 1. \[1\] ASTM International. [ASTM A677-07: Standard Specification for Nonoriented Electrical Steel](https://store.astm.org/a0677-07.html). ASTM International standard, 2007. [](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/a0677-07.html 2. \[2\] ASTM International. [ASTM A876-17: Standard Specification for Flat-Rolled, Grain-Oriented, Silicon-Iron, Electrical Steel](https://store.astm.org/a0876-17r26.html). ASTM International standard, 2017. [](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wiki-cite-ref-2) https://store.astm.org/a0876-17r26.html 3. \[3\] International Electrotechnical Commission. [IEC 60404-8-7:2017](https://webstore.iec.ch/en/publication/32891). IEC standard, 2017. [](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wiki-cite-ref-3) https://webstore.iec.ch/en/publication/32891 4. \[4\] International Electrotechnical Commission. [IEC 60404-8-3:2023](https://webstore.iec.ch/en/publication/68450). IEC standard, 2023. [](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wiki-cite-ref-4) https://webstore.iec.ch/en/publication/68450 5. \[5\] ASTM International. [ASTM A804/A804M-04(2021): Standard Test Method for Alternating-Current Magnetic Properties of Thermally Treated Grain-Oriented Electrical Steel](https://store.astm.org/a0804_a0804m-04r21.html). ASTM International standard, 2021. [](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wiki-cite-ref-5) https://store.astm.org/a0804\_a0804m-04r21.html 6. \[6\] Karlsruhe Institute of Technology. [Transformer-core loss separation study](https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000066142/4047647). Karlsruhe Institute of Technology publication, 2017. [](/de/wiki/stahlgruppen/elektrobleche-g%C3%BCten-magnetische-eigenschaften-und-kontrolle-der-kernverluste#wiki-cite-ref-6) https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000066142/4047647 **Elektroband auf einen Blick** Wesentliche Materialformen Blech und Band Wichtige Produktklassen Vollverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband, halbverarbeitetes nicht kornorientiertes Elektroband, vollverarbeitetes kornorientiertes Elektroband Wichtige Anwendungsfaktoren Klasse, Textur, Verarbeitung, Induktion, Frequenz, Dicke, Isolierung und Spannung Mechanismen der Kernverluste Hysterese-, klassische Wirbelstrom- und Zusatzverluste [Zurück zu Stahlgruppen](/de/wiki/stahlgruppen "Stahlgruppen — Steel Wiki")