中温含铜取向硅钢的形变和再结晶织构特征

通过对比中温含铜取向硅钢与普通取向硅钢和高磁感取向硅钢的组织和织构特征,分析中温含铜取向硅钢独特的织构演变规律及其对二次再结晶行为的影响.结果表明,为了获得有利于高斯晶粒长大的强γ取向线织构,中温含铜钢需经过回复退火处理和高温退火阶段慢速升温.回复过程中γ取向线晶粒储能降低,同时慢速升温有利于γ取向线晶粒的形核和再结晶.中温含铜钢的二次再结晶开始温度超过1000℃,由于初次再结晶晶粒组织以γ织构为主且非γ取向线晶粒较少,导致最终二次晶粒尺寸超大且晶界圆滑,二次再结晶机理以择优长大为主导,超大的二次晶粒尺寸导致最终成品的铁损升高,但通过激光刻痕处理后,整体铁损的降低效果比二次晶粒较小的高磁感取向硅钢更加显著.      

低温板坯加热晶粒取向3.0%Si钢高温退火中的组织演化

采用取向分布函数及金相分析方法研究了以Cu₂S为主要抑制剂的低温板坯加热晶粒取向硅钢(%:0.04C、3.16Si、0.50Cu)在650～1 050℃高温退火中组织的演化过程。结果表明,该取向硅钢的初次再结晶温度为650～700℃,二次再结晶温度为1 000～1 050℃。初次再结晶后的主要织构强度以{111}〈110〉、 {112}〈110〉、 {111}〈112〉顺序减弱。初次再结晶组织的晶粒尺寸和织构强度在700～900℃变化很小,在900～1 000℃晶粒长大速度加快,{111}〈110〉、{112}〈110〉组分增强,而{111}〈112〉组分的强度基本保持不变。     

高磁感含硼硅钢的热轧工艺

硼、氮和硫作为正常晶粒长大所需的抑制剂用于含硼硅钢的二次再结晶,有效硫是不与强硫化物形成元素例如锰化合的。一般晶粒取向硅钢和含铝高磁感硅钢均以MnS作为晶粒长大的抑制剂,并且热轧之前至少加热到1370℃,以便使其溶解。含硼硅钢的热轧条件是在热轧实验室用成份为B: 5～8 PPM,N:35～45PPM,Mn;0.025％和一定量的硫的几个炉号来研究的。对于形成MnS后仍有过剩硫的炉号,当从1100℃热轧时,在成品退火过程中仅仅发生了正常晶粒长大。而从1150℃和1200℃开始热轧时,则分别发生了局部的和完全的二次再结晶。硼的放射线自显照片证明:必须满足的主要冶金条件是氮化硼的溶解。在3.1％的硅钢中,由不同的热轧温度得出的硼的放射线自显照片和磁性能关系与氮化硼的乘积是一致的,含硼硅钢可用较低的热轧温度,对于这种材料的生产厂来说这是非常有利的。     

高性能取向硅钢的工业化生产研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪等分析了宁波钢铁有限公司生产的取向硅钢不同工序下的组织及织构演变规律.结果 表明:铸坯经过热轧后,沿着厚度方向组织不均匀;一次冷轧并经脱碳退火后,组织由条状纤维状变成等轴状的初次再结晶晶粒,初次再结晶平均晶粒尺寸为18.17 μm,织构主要以α织构和γ织构为主;在二次冷轧后,晶粒再次被压缩,转变为纤维状,织构主要为γ织构;经过高温退火后,发生二次再结晶,晶粒异常长大,晶粒尺寸达到厘米级,织构成分为单一且锋锐的Goss织构.     

无抑制剂取向硅钢的再结晶织构与析出物

采用无抑制剂法制备取向硅钢,并采用XRD、TEM等方法对无抑制剂取向硅钢热轧到初次再结晶阶段的织构与析出物进行了研究。实验结果表明,热轧板的织构主体为γ线织构,并含有少量的立方织构{100}001和Goss织构{110}001;常化后立方织构{100}001减弱,织构的主体为γ线织构;初次再结晶退火后织构主要由γ线织构及少量的α线织构组成。通过对第二相质点的观察发现,析出物主要由铁的氧化物和硅的氧化物组成,均不是抑制剂,说明该取向硅钢并不是依靠第二相质点来抑制初次再结晶晶粒长大的。     

薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究

研究了双辊薄带连铸Fe-3%Si取向硅钢薄带在冷轧后二次再结晶过程中Goss晶粒的演化过程。结果表明:薄带连铸流程可以固溶较多的抑制剂元素,并且无需通过"γ→α"相变控制AlN的析出。铸带经过两阶段冷轧变形和高温退火后,可以获得完善且位向准确的Goss晶粒,B_8值达到1.92 T以上。高温退火升温过程中,在抑制剂的作用下基体晶粒尺寸基本稳定,Goss晶粒在1 035～1 060℃范围内发生异常长大。长大方式为位向准确的Goss二次晶粒快速发生异常长大,吞并基体中稳定的初次晶粒,而后快速发生异常长大的二次晶粒继续吞并发展缓慢的Goss二次晶粒和一些尺寸较大的初次晶粒,最终完成全部二次再结晶过程。     

薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究

研究了双辊薄带连铸Fe- 3%Si取向硅钢薄带在冷轧后二次再结晶过程中Goss晶粒的演化过程。结果表明：薄带连铸流程可以固溶较多的抑制剂元素，并且无需通过“γ→α”相变控制AlN的析出。铸带经过两阶段冷轧变形和高温退火后，可以获得完善且位向准确的Goss晶粒，B8值达到1. 92T以上。高温退火升温过程中，在抑制剂的作用下基体晶粒尺寸基本稳定，Goss晶粒在1035～1060℃范围内发生异常长大。长大方式为位向准确的Goss二次晶粒快速发生异常长大，吞并基体中稳定的初次晶粒，而后快速发生异常长大的二次晶粒继续吞并发展缓慢的Goss二次晶粒和一些尺寸较大的初次晶粒，最终完成全部二次再结晶过程。     

柱状晶组织高硅电工钢二次再结晶的形成机理

  二次再结晶的发生会显著改变电工钢带材的组织和织构，进而影响其磁性能。以柱状晶组织高硅电工钢冷轧带材为研究对象，研究了不同退火方法对试样组织和织构的影响，明确了二次再结晶的发生条件、形成机理和控制方法。研究结果表明，柱状晶组织高硅电工钢冷轧试样发生二次再结晶的温度区间为850～1 000 ℃，在900 ℃退火可获得最大的晶粒尺寸。二次再结晶的形成是由于初次再结晶后试样的组织形成了织构抑制作用，小角度晶界抑制晶粒正常长大，大角度高能晶界迁移率高，具有大角度晶界的晶粒以取向长大方式发生二次再结晶。当退火温度高于1 000 ℃时，升温和冷却速率大于5 ℃/min可以有效抑制二次再结晶的发生。     

Bi对低温取向硅钢高温退火过程组织和织构的影响

以含Bi和不含Bi两种成分低温取向硅钢进行高温退火中断实验，借助磁测仪（MPG 200D）进行磁性能测量，借助金相显微镜观察晶粒尺寸，利用X射线衍射（XRD）对高温退火连续升温过程中织构进行研究分析。实验结果表明，添加Bi元素后，初次晶粒尺寸减小，二次再结晶晶粒尺寸增加至20~60 mm，成品磁性能更优。Bi加入后二次再结晶开始温度明显提高，含Bi试样和不含Bi试样发生晶粒异常长大的温度范围分别是1 080~1 100 ℃和1 060~1 080 ℃。织构分析结果显示，随着高温退火温度提高，{111}和{100}面织构逐渐减弱，{110}面织构和Goss织构逐渐增强，含Bi和不含Bi试样的高斯织构转变温度分别为1 100 ℃和1 080 ℃，随后高斯织构密度和体积百分比逐步增加，最终含Bi试样的高斯织构密度和体积百分比均高于不含Bi试样。     

电工钢中的晶界偏聚

近年来，电工钢中的晶界偏聚问题已受到材料科学工作者的普遍关注。本文首先对杂质元素在晶界偏聚引起的一些有关的基本物理冶金现象做了简要介绍，进而对锡、锑改善无取向电工钢成品织构的作用，磷对无取向电工钢的脆化作用，硼、氮、硫在含硼高磁感取向硅钢中抑制初次晶粒正常长大的作用，锡、锑提高Ｈｉ－Ｂ取向硅钢中抑制剂的强度以及促进二次再结晶发展的作用进行了较为详细的讨论。     

冷轧压下率对无抑制剂取向硅钢初次再结晶退火的影响

对无抑制剂取向硅钢不同压下率下初次再结晶退火后的显微组织、宏观织构和微观织构进行了研究.结果表明,冷轧板织构主要为α取向线{001}＜110＞、{112}＜110＞和{111}＜110＞织构以及γ取向线{111}＜110＞织构.初次再结晶退火后,α取向线织构减弱,织构主要为γ取向线{111}＜112＞织构.随冷轧压下率的增加,冷轧和初次再结晶织构强度增加.当压下率为88％时,初次再结晶退火后 Goss 织构和{111}＜112＞织构强度最高,最有利于发生二次再结晶.EBSD 分析显示,Goss 取向晶粒大多与{111}＜112＞取向晶粒相邻.提高冷轧压下率,Goss取向晶粒和{111}＜112＞取向晶粒都增加,Goss 取向晶粒偏离理想取向角度减少.     

50W600正常晶粒长大过程中再结晶织构演化研究

运用EBSD技术研究了50W600无取向硅钢再结晶晶粒正常长大过程中织构的演化机理。结果表明:再结晶晶粒长大过程中织构演化源于不同织构组分长大速率不同;晶粒尺寸不是唯一决定某取向晶粒长大的因素;晶粒与其周围其它晶粒取向差角分布是影响该晶粒长大的重要参数;{111}<112>与{111}<110>取向晶粒长大过程中的相互竞争导致{111}面织构取向锋锐度交替变化;950℃退火时,随退火时间延长,{100}<120>织构、{100}<310>织构减弱,{110}<001>增强;恒定退火时间3.5 min,随退火温度升高,{110}<001>、{100}<120>、{100}<310>织构均增强;温度对不同取向晶粒取向差角分布有较大影响。     

薄规格取向硅钢晶粒异常长大时的组织、织构稳定性与表面效应分析

0.20 mm及以下厚度的薄规格取向硅钢由于显著的表面效应生产难度更大,开发时更容易造成降级或废品率.由于这些高端取向硅钢生产技术保密而很少有相关细节报道,并且不同的成分体系对应的组织、织构及抑制剂参数和工艺参数应该有所差异,因此各企业需要自己摸索它们之间的关系.本文基于企业开发成功的0.20 mm产品,在实验室条件下全面考察其工艺的可重复性及组织结构变化的敏感性,揭示了由一次再结晶到高温退火1200℃关键温度下的基体取向类晶粒、异常长大类晶粒的尺寸、取向及抑制剂的特点.希望从理论上澄清薄规格化带来的显著表面效应和关键组织织构参数,为全面提升我国整体取向硅钢生产控制的理论水平打下基础.结果 表明,该样品在实验室高温退火也显示出好的重复性,对应的一次品粒尺寸平均值约18μm,二次再结晶温度1050℃,二次再结晶温度区间在15℃以内,二次再结晶前平均基体晶粒尺寸长大不超过1 μm.     

薄板坯连铸连轧工艺下Hi-B钢的组织及织构

采用金相显微镜和扫描电镜研究实验室模拟薄板坯连铸连轧（TSCR）工艺试制的高磁感取向硅钢（Hi-B钢）组织、织构的演变特征.研究发现实验室模拟薄板坯连铸连轧工艺试制的Hi-B钢热轧板显微组织及织构在厚度方向上存在不均匀性.常化板表面脱碳层铁素体晶粒明显粗化,常化板织构基本继承了热轧板相应的织构类型,仅织构强度不同.一次大压下率冷轧后,晶粒及其晶界沿轧向被拉长形成鲜明的纤维组织,织构主要为α纤维织构和γ纤维织构,脱碳退火后试样发生回复和再结晶现象并形成初次晶粒组织,脱碳退火后织构分布较为集中.温度升高至1000℃时二次再结晶开始,1010℃时钢中晶粒发生异常长大,高斯织构强度达到61.779.成品磁感为1.915 T,铁损为1.067 W·kg-1.      

低温高磁感取向硅钢高温退火过程高斯晶粒的演变

对低温加热工艺生产的以AlN为主抑制剂的高磁感取向硅钢高温退火过程进行中断实验,借助电子背散射衍射技术对高温退火过程中高斯晶粒的演变进行了研究.在升温过程中高斯晶粒平均尺寸先减小再增大.800℃时取向分布函数图出现高斯织构组分,但强度很弱,高斯晶粒偏离角在10o以上;900℃时高斯晶粒平均生长速率超过其他晶粒;950~1000℃时高斯晶粒异常长大,偏离角3o~6o;在1000℃之前高斯取向晶粒相比于其他晶粒没有尺寸优势.      

Ce对取向硅钢高温退火组织及织构的影响

针对Ce对取向硅钢高温退火后组织、织构及第二相的影响进行了探究,在实验室利用真空电弧炉熔炼了不同Ce含量的取向硅钢试样,并模拟了取向硅钢热轧、常化、冷轧、脱碳退火、高温退火。观察并测定了高温退火后组织、织构以及抑制剂的溶解和团聚情况。结果表明,添加适量Ce有利于高温退火过程中形成尺寸较大的晶粒;高温退火过程中Ce化合物并未发生溶解,而是粗化长大,形成尺寸为0.3μm~2μm的第二相;添加适量Ce有利于提高高温退火后整体的织构密度水平。     

退火温度对双辊薄带连铸高强度无取向硅钢组织和性能的影响

摘要：研究了退火温度对双辊薄带连铸Si质量分数为3.2%的高强度无取向硅钢组织、织构和性能的影响。结果表明,700℃保温时试验钢开始发生再结晶;800℃保温时,试验钢已完全再结晶,平均晶粒尺寸为26.4μm;900和1000℃保温时,试验钢中的晶粒开始逐渐长大,平均晶粒尺寸分别长大到33.8和40.9μm,且900℃退火时晶粒组织最均匀。随着退火温度的升高,试验钢中有利织构组分λ织构逐渐增强,Goss织构则在900℃退火时强度最强。因此,试验钢在900℃退火时有利于兼顾磁性能和力学性能。     

MgO涂层对Hi-B钢织构与抑制剂的影响

研究了MgO涂层对Hi-B钢高温退火过程中组织织构与抑制剂的影响。借助磁性能测试仪测试其磁性能,使用金相显微镜(OM)观察试样组织,借助扫描电子显微镜(SEM)和EBSD技术进行抑制剂观察和织构检测,利用投射电子显微镜(TEM)及能谱仪(EDS)进行能谱分析。结果表明:氧化镁涂层能延缓抑制剂粒子的分解,保持较高的粒子分布密度,进而抑制初次再结晶晶粒的粗化,提高二次再结晶的开始温度。另一方面涂层能影响二次再结晶过程。无涂层样品与氢气直接接触,较多接近{110}面织构而与〈001〉晶向偏差较大的晶粒发生了异常长大,导致二次再结晶晶粒数量更多,尺寸更小且Goss织构比较散漫。有涂层样品Goss织构更加锋锐且磁性能更优。     

MgO涂层对Hi-B钢织构与抑制剂的影响

研究了MgO涂层对Hi-B钢高温退火过程中组织织构与抑制剂的影响。借助磁性能测试仪测试其磁性能,使用金相显微镜(OM)观察试样组织,借助扫描电子显微镜(SEM)和EBSD技术进行抑制剂观察和织构检测,利用投射电子显微镜(TEM)及能谱仪(EDS)进行能谱分析。结果表明:氧化镁涂层能延缓抑制剂粒子的分解,保持较高的粒子分布密度,进而抑制初次再结晶晶粒的粗化,提高二次再结晶的开始温度。另一方面涂层能影响二次再结晶过程。无涂层样品与氢气直接接触,较多接近{110}面织构而与〈001〉晶向偏差较大的晶粒发生了异常长大,导致二次再结晶晶粒数量更多,尺寸更小且Goss织构比较散漫。有涂层样品Goss织构更加锋锐且磁性能更优。     

两次冷轧法轧制的无取向硅钢{001}〈210〉织构的发展

在元取向硅钢中，{001}〈210〉织构具有良好的磁性，而采用两次冷轧法（中间退火温度为640℃）能够坩强这种织构。利用电子背散射图形（EBSP），测量退火过程中亚擞织构的变化来研究两次冷轧法生产的无取向电工钢{001}〈210〉奴构的形成机理。中间退火钢板的再结晶份数为60％，主要由〈111〉／／ND小等轴再结晶晶粒和〈110〉／／RD伸长变形晶粒组成．在最终退火期间，再结晶晶粒〈111〉／／ND方向的长大被抑制。晶粒在{001}晶面〈210〉晶向上的长大使〈111〉／／ND方向的再结晶晶粒被消耗。这是由于再结晶晶粒中第二次冷轧在〈111〉／／ND方向引入的应变所造成的。所以，最终退火钢板的结构主要为{001}〈210〉织构。