CGO硅钢各阶段织构遗传继承性的EBSD分析

利用EBSD技术对CGO硅钢热轧、中间退火、脱碳退火及二次再结晶退火组织及织构进行分析,研究了CGO硅钢各阶段加工制备过程中高斯{110}001晶粒的形状、尺寸及分布特点,分析了高斯取向晶粒在各工序过程中的遗传继承性特点。结果表明,CGO硅钢热轧板的次表层存在Goss取向晶粒,历经一次冷轧及中间退火后Goss取向晶粒基本消失,一次再结晶之后Goss织构仍不是主要织构,主要织构为{111}110和{111}112,说明Goss取向晶粒在二次再结晶退火前数量及尺寸上并不占优势,二次再结晶过程中Goss取向晶粒异常长大形成锋锐Goss织构。{111}110和{111}112织构组分的强度在一次冷轧中不断增加,{111}112织构组分的强度在二次冷轧后达到最大而{111}110织构组分是在初次再结晶后变强。     

脱碳退火保温时间对取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

通过研究脱碳退火保温时间对取向硅钢初次再结晶组织、织构及高温退火样品磁性能的影响,探讨了有利于Goss晶粒异常长大的初次再结晶环境。结果表明,在820℃进行脱碳退火,当保温时间从2 min增加到6 min时,初次再结晶织构中Goss晶粒相对于{111}112和{111}110晶粒的尺寸优势逐渐增加,{111}110含量逐渐升高,且1/8层中Goss相对于其他取向晶粒尺寸优势稳定,使取向硅钢二次再结晶晶粒尺寸逐渐增大、磁性能逐渐提高。     

初次再结晶退火温度对低温Hi-B钢组织和织构的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和EBSD研究了初次再结晶退火温度对低温Hi-B钢组织、织构和晶界特征的影响。结果表明,初次再结晶退火温度直接影响低温Hi-B钢的初次再结晶的组织均匀性和晶粒平均尺寸,随着退火温度的提高,初次再结晶组织的晶粒平均尺寸从15.2μm增加到26.7μm, 820℃退火的初次再结晶组织均匀性最好。初次再结晶主要织构类型为γ织构、α织构、{001}<120>织构和{114}<481>织构,退火温度880℃时,{001}<120>织构强度明显增加。随着退火温度的提高,Goss晶粒数量减少,{114}<481>组分的面积分数先减少后增加,而{111}<112>组分的面积分数在退火温度升高到840℃后开始减少。退火温度为800℃时,{110}<001>取向晶粒与相邻晶粒的取向差为20°～45°的比例最高,为89.2%。不同退火温度下,{110}<001>取向晶粒周围的CSL晶界分布情况变化很大。     

常化温度对无抑制剂取向硅钢性能影响

在实验室中采用无抑制剂法制备取向硅钢,对无抑制剂取向硅钢的热轧和常化工艺进行了研究。结果表明,850℃常化的取向硅钢组织中具有更多的{111}面组分,有助于晶界迁移发生二次再结晶而形成单一Goss织构;而900℃、950℃常化后的取向硅钢中晶粒尺寸过大,晶界数量减少,不利于二次再结晶的发展。随常化温度升高;磁感应强度降低;铁损值增高。     

脱碳退火保温时间对含铌低温取向硅钢初次再结晶的影响

取向硅钢初次再结晶的组织、织构对二次再结晶过程中形成锋锐的高斯织构至关重要。利用OM与EBSD技术,对脱碳退火不同保温时间下各试样初次再结晶组织、织构和晶界的形成规律进行了研究。结果表明:采用850℃保温5 min的脱碳退火工艺,得到的初次再结晶晶粒最为均匀细小,对后续过程中形成高取向的Goss织构有利;经脱碳退火后各试样中织构主要以{111}112、{411}148织构为主,随退火时间的延长,{111}112织构先增强后减弱,{111}110织构逐渐增强;当脱碳退火保温时间为5 min时,高能晶界及大角晶界所占比例最高,在二次再结晶时有较高迁移速率,有助于最终获得锋锐的Goss织构。     

常化工艺对低温Hi-B钢初次及二次再结晶的影响

在实验室条件下模拟CSP工艺制备Hi-B钢,借助EBSD和XRD技术对常化工艺下Hi-B钢初次及二次再结晶组织与织构的演变规律进行了研究。结果表明:常化处理使热轧时基本不析出的AlN粒子大量析出,这种变化对Hi-B钢初次再结晶组织与织构没有明显影响,却大幅度提高了二次再结晶晶粒尺寸,有利于形成锋锐的Goss织构。     

低温高磁感取向硅钢初次再结晶特征对二次再结晶完成的影响

低温板坯加热法生产高磁感取向硅钢,其磁感低于传统高温高磁感取向硅钢的磁感值。为探究其原因,作为该研究的第一步,测定并对比分析了两种工艺下初次再结晶的晶粒尺寸和织构。结果表明,低温高磁感取向硅钢完成初次再结晶后,晶粒尺寸长大且不均匀,织构组分不够单一,高斯晶核及有利织构{110}001、{111}112、{111}110组分比例低于高温高磁感取向硅钢,其它不利织构组分含量更高,从而导致其二次再结晶后高斯织构发展不够完善,磁感值较低。     

电工钢中柱状晶尺寸及退火工艺对{100}织构的影响

利用EBSD技术研究了电工钢中不同的柱状晶尺寸及退火工艺下{100}织构的演变规律.结果表明,初始晶粒尺寸的影响最显著.细小柱状晶热轧后经过常化处理,组织已均匀,但中心层有强{100}织构.粗大柱状晶中{100}织构的遗传性强,常化及中间退火后,中心层仍有粗大的以{100}取向为主的晶粒;脱碳退火后才能完成组织均匀化和织构梯度的弱化.常化时的升温速度也对织构演变存在影响,低的升温速度有利于{100}织构的保留,但升温速度的影响没有初始晶粒尺寸及退火次数的影响显著.细小柱状晶样品经过热轧及三次退火工艺适合制备取向电工钢.     

高温退火气氛对薄规格中温取向硅钢二次再结晶行为的影响

通过调整最终退火保护气氛来控制0.18 mm厚含Cu中温取向硅钢二次再结晶时抑制剂的熟化和分解行为,从而达到提高二次再结晶后Goss织构锋锐度和磁性能的目的.运用EBSD系统观察和分析二次再结晶中断抽出试样的组织和取向.结果表明:提高高温退火气氛中的N_2比例至90%,最终0.18 mm规格成品磁感达1.95 T.成品减薄后样品中抑制剂的粗化行为受气氛的影响更为强烈,表现在提高N2比例后初次晶粒尺寸减小,二次再结晶持续时间延长,此时Goss取向晶粒拥有足够的时间发生异常长大以获得尺寸优势,从而抑制偏转Goss取向晶粒的异常长大,提高了Goss织构的锋锐度和薄规格成品的最终磁性能.     

无抑制剂取向硅钢初次再结晶退火

在实验室中采用无抑制剂法制备取向硅钢,利用XRD、TEM等方法研究了冷轧和初次再结晶阶段的微观组织与织构。结果表明,冷轧板织构主要由α织构和γ织构组成;初次再结晶退火后α织构减弱,γ面织构{111}112增加,初次再结晶退火70 s后出现Goss织构。EBSD分析显示Goss位向晶粒大多与{111}112位向晶粒相邻;随退火时间的增加,Goss和{111}112位向晶粒均有所增加。     

低温高磁感取向硅钢初次再结晶特征对二次再结晶完成的影响北大核心CSCD

低温板坯加热法生产高磁感取向硅钢,其磁感低于传统高温高磁感取向硅钢的磁感值。为探究其原因,作为该研究的第一步,测定并对比分析了两种工艺下初次再结晶的晶粒尺寸和织构。结果表明,低温高磁感取向硅钢完成初次再结晶后,晶粒尺寸长大且不均匀,织构组分不够单一,高斯晶核及有利织构{110}<001>、{111}<112>、{111}<110>组分比例低于高温高磁感取向硅钢,其它不利织构组分含量更高,从而导致其二次再结晶后高斯织构发展不够完善,磁感值较低。     

二次冷轧压下率对CGO硅钢Goss织构形成规律的影响

采用不同的二次冷轧压下率分别制备了0.27、0.23和0.20 mm的CGO硅钢,利用X射线衍射仪(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)对3种不同厚度试样的初次再结晶织构组分含量和分布状态进行了对比研究。结果表明,经过不同二次冷轧压下率,试样中初次再结晶基体的织构类型相同,以γ织构和α取向线上{112}110至{111}110区间的织构为主,二次冷轧压下率越大,初次再结晶基体中Goss晶粒的含量越多,位向更准确,{111}110和{111}112等有利织构的含量也越多,有利于增强二次再结晶后Goss织构的锋锐程度,并使成品的磁性能得到提高。     

取向硅钢二次再结晶过程中的取向选择行为

采用实验和计算的方法研究了取向硅钢二次再结晶织构的演变过程。发现取向硅钢通过二次再结晶过程中连续的取向选择,最终获得单一Goss ({110}001)织构。在二次再结晶动力学模型中引入依赖取向的相对晶界能系数,可定量描述不同偏差角Goss及非Goss取向晶粒的长大速率差异。通过分析初次再结晶晶粒尺寸分布、晶界特征和抑制力水平等因素对二次再结晶取向选择行为的耦合影响,提出增强Goss晶粒取向选择优势的多参数匹配方法。     

CSP工艺高磁感取向硅钢形变和初次再结晶退火的研究

以实验室模拟CSP连铸连轧工艺制备的热轧硅钢为基板,通过实验室常化、冷轧和初次再结晶退火实验,采用XRD和EBSD技术对样品从热轧到初次再结晶阶段的织构演变进行了研究。结果表明:GOSS晶粒起源于热轧的次表层,沿着次表层到中心层逐渐降低,热轧板中心层主要为{001}110织构。一次冷轧后,次表层存在强的{001}110和{112}110织构;1/4层存在强的{001}110和{112}110以及较强的{111}112织构;中心层则只存在强的{001}110织构。初次再结晶后,硅钢形成了强点{111}112织构的γ织构,GOSS织构再次出现,且分布在{111}112织构周围。GOSS晶粒周围以35°~55°大角度晶界为主,同时还有很高的Σ3和Σ5重合位置点阵。     

含铜CGO硅钢高温退火过程中的织构演变规律

对低温板坯加热工艺生产的以Cu_2S为主要抑制剂的CGO硅钢的高温退火过程进行了试验,使用X射线衍射仪和电子背散射衍射技术对高温退火过程中不同阶段的织构演变规律进行了分析。结果表明,该工艺条件下CGO硅钢在700℃完成初次再结晶,1000℃时已经发生了二次再结晶,初次再结晶基体中以γ织构和{112}110织构为主,Goss晶粒含量很少,平均位向偏差角为16°左右;二次再结晶发生后,Goss晶粒的位向偏差角降低到10°以下,随着退火温度的升高Goss晶粒的位向逐渐准确。     

含Cu CGO硅钢高温退火过程的织构演变规律

对低温板坯加热工艺生产的以Cu2S为主要抑制剂的CGO硅钢的高温退火过程进行了试验,使用X射线衍射仪和电子背散射衍射技术对高温退火过程中不同阶段的织构演变规律进行了分析。结果表明：该工艺条件下CGO硅钢在700 ℃完成初次再结晶,1000 ℃时已经发生了二次再结晶,初次再结晶基体中以γ线织构和{112}<110>织构为主,Goss晶粒含量很少,平均位向偏差角为16°左右;二次再结晶发生后,Goss晶粒的位向偏差角降低到10°以下,随着退火温度的升高Goss晶粒的位向逐渐准确。     

高牌号无取向硅钢常化过程织构演变行为

采用EBSD技术研究了某钢厂厚板坯流程试制的50W270高牌号无取向硅钢980℃常化过程中显微组织及织构的演变。结果表明:常化过程是热轧板再结晶及晶粒长大的过程,常化使组织均匀化,但厚度方向上始终存在织构梯度。常化过程中再结晶初期形核主要发生在s=0.5层中的{116}110变形晶粒上,新晶粒主要织构为{116}110~{001}110,再结晶后期形核主要发生在旋转立方织构变形晶粒上,与热轧板织构的区别是s=0.5层出现较强的高斯织构。再结晶形核阶段符合亚晶聚合机理,织构的演变可以解释为再结晶阶段的特殊取向的择优形核和晶粒长大阶段的特殊取向晶粒择优长大。     

取向硅钢中{114}<418>织构对二次再结晶时晶粒异常长大的影响

运用EBSD技术观察Hi B钢在大压下率冷轧条件下薄规格样品的二次再结晶行为,从而研究薄规格样品二次再结晶难以发生的原因.通过渗氮处理添加抑制剂使二次再结晶能顺利发生,并研究渗氮量对薄规格样品二次再结晶的影响,以及{114}418织构对黄铜与Goss取向晶粒异常长大的影响.结果表明,在二次再结晶退火时,相对于其它取向的晶粒,两侧表层的{114}418取向附近的晶粒具有明显的长大优势,并向中心层生长,如果样品表层抑制剂强度不足,其容易长大到样品的中心层吞并掉二次再结晶的核心而不利于二次再结晶的发生,经渗氮补充抑制剂后能有效抑制表层晶粒的长大,从而有利于二次再结晶的发生和磁性能的提高;在二次再结晶初期,{114}418取向附近的晶粒容易保留在发生异常长大的偏转Goss取向晶粒和黄铜取向晶粒的中心处并形成岛晶而不利于它们的异常长大,但该取向的晶粒对Goss取向晶粒异常长大的影响较小.     

Sn或Sb对高磁感取向硅钢组织和磁性的影响SCIEI

研究了Sn或Sb对高磁感取向硅钢组织和磁性的影响。结果表明加Sn或Sb后钢的初次再结晶及二次再结晶晶粒尺寸细化,二次再结晶组织更为完善,磁性改善。含Sn或Sb钢在冷轧及脱碳退火后,在其织构组分中,有利于发展二次再结晶的组分{110}〈115〉或{110}〈001〉增强,二次晶校数量增多。     

取向硅钢常化板织构及不同取向晶粒中析出相粒子的分布

利用SEM、EBSD技术对低温热轧技术的热轧板和常化板进行了织构研究,并对不同取向晶粒中的粒子进行了对比分析。结果表明:常化处理对热轧织构中旋转立方{100}011织构强度有一定的减弱;常化后4种不同取向晶粒中的粒子面密度及粒子尺寸存在明显的差异,其粒子面密度分布规律表现为黄铜取向晶粒Goss取向晶粒铜型取向晶粒{100}011取向晶粒,且黄铜取向晶粒中的粒子平均尺寸最小,40~60 nm范围内的粒子也明显多于其他取向晶粒。