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。     

薄规格冷轧取向硅钢脱碳板中析出相粒子及织构分布

薄规格冷轧取向硅钢要求比普通厚度取向硅钢更加严格的抑制剂设计及控制。将常化板冷轧至0.23 mm和0.18 mm并分别进行脱碳退火处理,利用SEM及EBSD技术分析了两种厚度脱碳退火板的表层、次表层、中心层等层区的析出相粒子分布及织构。结果表明:在设计的工艺下,两种厚度脱碳板同层区的析出相粒子的平均尺寸d、面密度nA及面积分数AA的分布趋势类似,粒子平均尺寸都表现为d表层d次表层d中心层,且次表层的粒子面密度最高;两种板沿板厚方向的组织及织构分布不均匀,但各层区织构组成相近,{111}112、{411}148组分的比例明显高于其他取向,表层Goss取向晶粒数较多;随压下量增大,Goss、{111}112、{411}148等织构均减弱。     

W800无取向硅钢轧制过程中的织构演变

对W800无取向硅钢热轧、冷轧、冷轧退火各阶段沿厚度方向分布的织构进行分析,结果表明,W800无取向硅钢热轧阶段的主要织构组分为{001}110反高斯织构,其含量由表层到中心逐渐增加,卷取使得W800无取向硅钢热轧板{001}110反高斯织构减弱,而{111}110、{111}112γ纤维织构增强;冷轧阶段的主要织构组分为{001}110、{112}110α纤维织构和{111}110、{111}112γ纤维织构,其中,由表层到中心α纤维织构逐渐增强,γ纤维织构逐渐减弱;退火会导致{001}110反高斯织构减弱,{111}110、{111}112γ纤维织构加强。     

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。     

新能源汽车用含稀土无取向硅钢生产过程中组织、织构演变

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对含稀土无取向硅钢整个生产流程中的显微组织及织构演变进行研究。结果表明,热轧板在厚度方向上有显著的分层,即表层的再结晶层、过渡层、中间层的变形组织层,其织构主要包含铜型、黄铜型织构;正火后晶粒发生了完全再结晶,织构类型相对热轧基本无变化,但强度减弱;两次冷轧后的组织均为纤维组织,形成了以α、γ线性织构为主的织构类型,还出现了强度较高的反高斯织构如{001}<110>、{112}<110>、{111}<110>;脱碳退火后发生部分再结晶,织构相对于冷轧态α、γ线性织构强度均减小;在高温退火阶段晶粒发生再结晶,存在以{111}<112>、{111}<110>为主的γ织构,以及{100}<001>织构。     

50W470无取向硅钢热轧板的组织与织构演变

研究了50W470牌号无取向硅钢在热轧、正火、冷轧和退火过程中组织和织构演变。结果表明,热轧板表面为发生再结晶的细小等轴铁素体,主要织构为{110}<115>,过渡层和中心处以α纤维织构和较弱的γ纤维织构主。正火板的平均晶粒尺寸为90.5 μm,正火减弱了热轧板中对磁性能不利的γ纤维织构。冷轧板织构为强的α纤维织构和较弱的γ纤维织构。退火板的平均晶粒尺寸为74.2 μm,退火板织构主要是以{111}<112>取向为主的γ纤维织构,{100}和{110}面织构分别达到了7%和5.9%。正火50W470无取向硅钢的平均铁损P1.5/50和磁感B50分别达到了2.99 W/kg和1.725 T。     

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。     

退火温度对无取向硅钢再结晶行为的影响

使用EBSD和XRD技术研究了1.3%Si无取向硅钢在不同退火温度条件下的微观组织、宏观织构和微观取向。分析了退火温度对此成分体系无取向硅钢再结晶组织和织构的影响;讨论了退火温度与无取向硅钢成品板磁性能的关系。实验结果表明:无取向硅钢的退火温度对其再结晶组织和成品板铁损值有影响,随着退火温度的上升,再结晶晶粒平均尺寸增大且铁损值下降。γ纤维织构是再结晶织构中的优势组分,高斯{110}100织构强度也较高。退火温度对再结晶织构也有影响,随着退火温度上升,γ织构的含量不断上升,其中{111}121织构强度高于{111}110织构强度;退火温度的上升降低了立方{100}100织构和旋转立方{100}110织构但增加了高斯{110}100织构的强度,高斯织构的强度在870℃时达8.8。高斯取向晶粒主要在{111}121取向晶粒附近出现,旋转立方取向晶粒主要出现{111}110取向晶粒附近。由于{111}面织构强度增加和立方织构、旋转立方织构强度的降低,随着退火温度的上升,无取向硅钢的磁感应强度下降。     

终轧温度对50W600无取向硅钢组织、织构和电磁性能的影响

利用工业试验和OM、SEM和EBSD等系统地研究了830 ℃和860 ℃终轧温度下50W600无取向硅钢组织结构的演变规律及成品电磁性能。结果表明,提高终轧温度有利于促进热轧板特别是其心部的再结晶和晶粒长大,促进退火冷轧板的晶粒长大。50W600无取向硅钢在热轧-冷轧-退火过程中的织构演变规律主要为高斯织构{110}<001>→{112}<110>、{001}<110>和{111}面纤维织构→{111}面纤维织构。终轧温度从830 ℃提高到860 ℃,一方面减弱了热轧板中的{111}面纤维织构组分,另一方面增强了冷轧板中的{111}面纤维织构组分并减弱了其{001}<110>织构组分,最终促进退火冷轧板中对磁性有害的{111}面纤维织构组分减弱和对磁性有利的{001}<110>织构组分增强。提高终轧温度有利于无取向硅钢的铁损降低和磁感应强度提高。     

Hi-B钢CSP热轧板的晶粒取向特征

借助金相显微镜和EBSD技术观察了紧凑式带钢(CSP)工艺生产的热轧Hi-B钢板的显微组织和晶粒取向分布情况,分析了晶粒取向的演变过程。结果表明:与传统厚板坯工艺生产的Hi-B钢相比,CSP工艺生产的Hi-B钢热轧组织更加细小均匀,在压下量不足的情况下可以在热轧板表层产生少量较为严格的取向Goss晶粒;CSP工艺生产的Hi-B钢热轧板织构强度比用传统厚板坯生产的热轧板织构强度高,表层以{110}面织构为主,同时含有少量Goss织构、黄铜织构和铜型织构等。较高取向度的Goss晶粒与黄铜晶粒和铜型晶粒相邻。中心层主要为轧制变形晶粒,织构组分聚集在α取向线上,其中{112}110织构组分强度最高。     

轧制方向对Fe-3％Si合金织构演变规律的影响

形成锋锐的Goss织构是取向硅钢获得优异磁性能的关键, 初始样品表层中较强的Goss织构对最终的强Goss织构起重要作用. 本文通过改变硅钢冷轧方向获得不同的初始织构及初始组织, 考察热轧板表层及中心层不同的组织及织构的进一步变化对一次冷轧、中间退火、二次冷轧及脱碳退火、二次再结晶退火后的织构及组织变化规律的影响. 探讨了这些特殊方式制备的样品中Goss织构的形成条件. 结果表明, 强烈的初始组织及织构的差异随轧制及退火次数的增多逐渐消失; 最终二次再结晶都可顺利进行, Goss织构及磁性能差异并不大. 虽然初始样品中Goss织构的强弱差异很大, 但因各阶段都可以形成较强的 {111}<112>织构, 弥补了初始样品中Goss织构过弱的不足, 因此轧制方向及初始组织都对最终的织构影响不大. 研究还证实了立方织构的遗传性; 横向轧制是消除稳定的{112}<110>轧制织构的有效方法.     

电工钢中黄铜织构行为及其对Goss织构的影响

本文通过EBSD取向成像技术检测追踪了取向硅钢热轧、脱碳退火及二次再结晶过程中黄铜取向晶粒的形成规律.结果表明,黄铜取向的形成是热轧时Goss取向在剪切力作用下向铜型取向转动受阻而绕法向转动的结果.与Goss晶粒和{111}〈112〉取向晶粒类似,黄铜取向和{111}〈110〉取向晶粒之间存在形变与再结晶相互转化的密切关系;二次再结晶时若抑制剂钉扎控制不当,在次表层的Goss晶粒快速长入中心层之前,黄铜取向晶粒已长成大尺寸并接触样品表面,随后的Goss大晶粒就很难吞并黄铜取向晶粒.     

脉冲磁场热处理对CGO取向硅钢脱碳退火过程中组织和织构的影响

采用自主研发的脉冲磁场退火装置,在取向硅钢脱碳退火过程中分别施加不同强度的磁场,并采用光学显微镜和X射线衍射仪研究了脉冲磁场脱碳退火后试样的显微组织和宏观织构。结果表明,脱碳退火过程中施加脉冲磁场后取向硅钢的平均晶粒尺寸均增加,当磁场强度为40 mT时,平均晶粒尺寸最大,为13.06μm。此外,取向硅钢试样的立方织构{001}<100>强度减弱,高斯织构{110}<001>和{111}<112>织构增强,有利于获得更好的成品织构和磁性能。     

脉冲磁场热处理对CGO取向硅钢脱碳退火过程中组织和织构的影响

采用自主研发的脉冲磁场退火装置,在取向硅钢脱碳退火过程中分别施加不同强度的磁场,并采用光学显微镜和X射线衍射仪研究了脉冲磁场脱碳退火后试样的显微组织和宏观织构。结果表明,脱碳退火过程中施加脉冲磁场后取向硅钢的平均晶粒尺寸均增加,当磁场强度为40 mT时,平均晶粒尺寸最大,为13.06μm。此外,取向硅钢试样的立方织构{001}<100>强度减弱,高斯织构{110}<001>和{111}<112>织构增强,有利于获得更好的成品织构和磁性能。     

连续原位退火后Hi-B钢的初次再结晶组织及织构演变

对3%Si(质量分数)高磁感取向硅钢冷轧板进行原位循环初次再结晶退火试验。并运用电子背散射衍射(EBSD)技术对退火后样品的组织和结构进行原位分析。结果表明,随着退火温度的升高,初次再结晶阶段单个晶粒长大过程取向变化较小,织构体积的变化主要是不同织构晶粒之间相互吞噬。随着退火温度的升高,Goss织构没有取向优势,{111}112织构含量下降,{114}418和{111}110织构含量先下降后升高,原因与其晶粒周围晶界取向差变化相关。循环退火温度越高,对晶粒生长的影响越大,且随着温度的升高,高能晶界和大角度晶界含量减少。     

织构对无取向硅钢磁性能影响的主成分回归分析

采用电子背散射衍射技术测定50SW1300冷轧无取向硅钢中不同织构组分的含量,利用主成分回归分析法,综合研究{100}面织构、{110}001Goss织构、{111}110织构、{111}112织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响。结果表明:利用主成分回归分析法能够从多个影响因素中获取主要的信息来定量研究多变量问题,揭示不同织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响规律。结果表明,不同织构组分含量与铁损之间并无线性关系;轧面、纵截面上{100}面织构、{110}001Goss织构组分含量的增加均能改善无取向硅钢的磁感,而{111}110织构、{111}112织构组分的增加会劣化磁感,且在优化磁感时,增加{100}面织构、{110}001Goss织构组分含量比降低{111}110织构、{111}112织构组分含量效果要好。     

Fe-3%Si-Cu取向电工钢热轧及常化组织与织构

以Cu粒子为单一抑制剂的新型取向电工钢能降低板坯加热温度以及避免长时间高温退火，具有节约能源、降低成本等优势。以Fe-3%Si-Cu取向电工钢为研究对象，研究了Cu粒子为单一抑制剂时对其热轧板及常化板的显微组织、织构及析出相的影响。结果表明，Fe-3%Si-Cu取向电工钢热轧及常化板均有明显的显微组织分布不均匀，表面脱碳层分布宽度由热轧板的311.7μm增加到常化板的427.3μm,平均晶粒尺寸由热轧板的20.2μm增加到26.3μm,织构分布以{110}<112>、{112}<111>、{110}<001>及{114}<418>为主；次表层为等轴晶和变形晶粒混合组织，Goss织构主要分布在表层及次表层，热轧板常化后Goss织构组分减小；中心层主要为变形晶粒，织构分布以{114}<418>、{100}<110>及{100}<001>为主。热轧板中存在尺寸为10～40 nm的Cu粒子，粒子平均直径为23.4 nm,分布面密度为7.30×10⁹个/cm²,常化后C...     

含铜低温取向硅钢轧制过程中的组织及织构演变

采用Zeiss光学显微镜及X射线衍射仪对含铜低温取向硅钢生产过程中热轧、一次冷轧、脱碳退火和二次冷轧阶段的显微组织与织构的演变规律进行了研究。结果表明:热轧试样的组织与织构在厚度方向上呈现明显的梯度变化,试样的表层和过渡层发生再结晶,过渡层存在较强的Goss织构,中心层存在以{001}<110>为主的强α织构。一次冷轧后试样组织被轧制成沿轧向分布的纤维状组织,织构以强α和弱γ织构为主。脱碳退火后试样发生再结晶,晶粒平均尺寸为15.69 μm,总体织构强度有所减弱,但Goss织构强度升高。二次冷轧后组织由等轴晶粒变为纺锤状组织,织构以弱α和强γ织构为主,其中{111}<112>强度最高。     

热轧工艺对含铌取向硅钢二次冷轧中织构的影响

对不同板坯加热温度的含铌取向硅钢热轧板进行二次冷轧,通过EBSD等手段研究不同板坯加热温度的热轧板在二次冷轧后的织构演变规律。结果表明:不同板坯温度热轧板经中间退火后进行二次冷轧处理后,获得的组织晶粒显著细化,二次冷轧平均晶粒尺寸为13μm,二次冷轧后获得的{111}112织构强度与板坯加热温度呈负相关,当板坯加热温度由1170℃增至1220℃,二次冷轧中{111}112织构强度下降27%。