热轧工艺对无取向硅钢组织结构和磁性能的影响

研究了热轧加热温度、终轧温度、卷取温度对w(Si)=1.50%无取向硅钢晶粒组织、织构演变、铁损和磁感的影响.结果表明,随着铸坯加热温度的提高,冷轧无取向硅钢成品晶粒尺寸减小,有利织构组分增加,铁损增加,磁感提高.提高终轧温度可以促进热轧板的再结晶,增加成品中有利织构组分,降低铁损,提高磁感.卷取温度对成品的晶粒大小没有显著的影响,但提高卷取温度能增加成品中有利织构组分,降低铁损,提高磁感.     

热轧板常化后的晶粒尺寸对无取向硅钢织构和磁性能的影响

研究了热轧板晶粒尺寸对无取向硅钢织构、成品晶粒尺寸、铁损和磁感的影响.结果表明,随着热轧板晶粒尺寸的增加,成品晶粒尺寸增加、高斯织构组分{110}〈100〉增强、γ纤维织构组分减弱,导致铁损显著降低、磁感显著提高.     

成品厚度对高牌号无取向电工钢组织、织构和磁性能的影响

文中采用某企业高牌号无取向电工钢常化板，经过不同冷轧压下率一次性冷轧后高温退火，获得了不同厚度的成品板。利用EBSD等手段研究了成品厚度对组织、织构和磁性能的影响。研究结果表明，随着成品厚度减薄，总铁损不断降低，尤其在高频下降低更为明显，这是因为高频下涡流损耗占主导，同时涡流损耗占总铁损的比重也随着成品厚度减薄而不断降低。平均晶粒尺寸随着成品厚度减薄略有减小，组织均匀性变差，但厚度减薄导致的涡流损耗降低仍占据着主导作用，因此总的铁芯损耗出现下降。随着冷轧压下率的增加，γ织构和α*织构不断增强，λ织构呈减弱的趋势；有利织构与有害织构体积分数的比值不断下降，导致磁感应强度B₅₀也随之降低。      

高磁感无取向电工钢板的组织特点及形成机理

冷轧无取向电工钢板又名电机钢,主要用于电机铁芯。高效小型化电机要求电工钢板具有高磁感、低铁损的特性。但是,电工钢板的成份、组织和生产工艺参数对磁感和铁损这二项性能的影响往往是互相矛盾的,很难统一。而具有(100)[UVW]面内无取向织构的电工钢板固然可以得到高磁感、低铁损性能兼优的特性,但工艺复杂、成本昂贵,尚未用于生产。因此,目前世界各国生产的冷轧无取向电工钢板磁感和铁损性能总是不能兼优,低牌号的磁感高,铁损也高;高     

不同厚度无取向电工钢在不同频率下的磁性能研究

通过测试马钢不同厚度的无取向电工钢在不同频率下的磁特性参数,比较分析了厚度和频率对无取向电工钢铁损和磁导率的影响。结果表明,钢板厚度减薄,涡流损耗急剧减小,进而使无取向电工钢铁损降低。随频率的增加,铁损增加,磁导率降低,特别是在高频下,铁损增加或磁导率降低的速率增大。     

组织与织构对CSP工艺生产冷轧无取向电工钢磁性能的影响

采用光学电子显微镜和ODF分析方法,研究了两种CSP工艺生产的无取向电工钢组织和织构类型对磁性能的影响.结果表明:随着钢中(Si Al)含量增加,晶粒尺寸增大,铁损降低;当{100}<0vw>和α、η纤维织构组分增加后,电工钢磁性能得到改善;随着{111}<112>织构组分强度降低,磁感明显提高.     

卷取温度对0.5％Si无取向硅钢组织和磁性能的影响

基于工业生产,研究了卷取温度对0.5 %Si无取向硅钢组织和磁性能的影响。结果表明,卷取温度由600 ℃提升至700 ℃,热轧组织均匀且晶粒尺寸变大;冷轧退火后成品晶粒尺寸也随之变大,退火成品有利织构组分增加,不利织构组分减少,退火成品铁损降低,磁感升高。当卷取温度为700 ℃时,成品磁性能更优,铁损P1.5/50为5.329 W/kg,磁感B50为1.762 T。     

高效电机用无取向电工钢35W300的研制

为了解决传统无取向电工钢在降低铁损的同时磁感下降的问题,在普通冷轧高牌号无取向硅钢W10的基础上,通过提高钢质纯净度并适当降低Si和Al的总量,添加少量辅助元素X,用正交法优化常化和成品退火工艺,进行中试试验和大生产试制,研制出0.35 mm高效电机用无取向电工钢35W300。分析了产品的磁性、组织、表面织构和析出相,发现添加辅助元素X、提高常化温度和成品退火温度可改善产品磁性能。35W300钢的磁性典型值铁损P1.5/50为2.41 W/kg,磁感B5000为1.73 T,该产品实现了低铁损和高磁感,可满足高效电机的要求。     

退火温度对3.0 %Si冷轧无取向硅钢组织及性能的影响

为探索退火温度对薄规格3.0 %Si无取向硅钢组织及电磁性能的影响,借助多气氛连续式退火炉模拟不同退火温度对冷轧0.25 mm厚度3.0 %Si无取向硅钢电磁性能、组织以及织构的影响。结果表明：退火温度从850 ℃提高到975 ℃,铁损P1.5/50与P1.0/400均逐渐降低;退火温度超过950 ℃时,铁损P1.5/50基本稳定在1.47 W/kg左右,退火温度超过975 ℃时,铁损P1.0/400逐渐增加;随着退火温度的增加,{111}〈121〉、{111}〈110〉等难磁化织构强度增加速度高于{001}面织构,磁感B50降低。综合退火温度对磁感和铁损的影响,温度为975 ℃时可以获得较好的电磁性能,临界晶粒尺寸为125 μm,工业化生产中最佳退火温度在950~975 ℃之间。     

退火温度对3.1 %Si无取向硅钢组织织构与磁性能的影响

研究了退火温度对3.1 %Si无取向硅钢组织和磁性能的影响规律。结果表明：退火温度从940 ℃提高至1 000 ℃,平均晶粒尺寸由98 μm增加到145 μm,铁损P1.5/50从2.576W/kg降低至2.408 W/kg。随着退火温度的升高,γ不利织构组分强度逐渐降低,{111}〈112〉织构组分强度降低约16 %,磁感B50逐渐升高,磁性能水平提高。     

Al含量对2.2%Si无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响

通过实验室25 kg真空感应炉冶炼和锻轧研究了0.26%～0.95%Al含量对0.5 mm 2.2%Si无取向硅钢冷轧板组织、织构和磁性能的影响。试验结果表明,0.26%～0.81%Al含量时,随钢中Al含量的增加,成品退火钢板的晶粒尺寸增加同时铁损减少;当Al含量大于0.81%时,随Al含量增加,钢板的晶粒尺寸减小,同时铁损增加。Al含量对硅钢板磁感的影响没有明显的规律。2.2%Si无取向硅钢的合适Al含量为0.48%～0.81%。     

温轧工艺对Fe-6.5％Si薄板织构的影响

高硅钢具有优异的软磁性能,是中高频电机铁心的理想材料。采用双辊连铸-热轧-温轧-退火工艺,制备了厚度为 0.30 mm的6.5 %Si薄板。利用X射线衍射仪和磁性测量,研究了不同温轧工艺对6.5 %Si薄板轧制及退火织构、最终磁性能的影响。结果表明,温轧温度越低,越有利于温轧板心部形成{001}〈0vw〉织构,600 ℃和500 ℃轧制的试样经退火后主要是γ织构,而400 ℃轧制的试样退火后则同时含有γ织构及强度较高的η织构,其对应的磁感值高;同样的温轧温度,二次轧制的温轧板中并未形成{001}〈0vw〉织构,且试样经退火后也没有形成η织构,其磁感比一次轧制的试样低。因此,低温一次轧制,有利于试样在退火过程中形成有利的η织构而提高磁感。     

冷轧厚度对3.0 %Si无取向硅钢组织及磁性能的影响

研究了冷轧厚度对3.0 %Si的无取向硅钢组织和磁性能的影响规律。结果表明：当冷轧厚度由0.35 mm减薄至0.27 mm时,平均晶粒尺寸由104 μm降低至89 μm ,P1.5/50由2.186 W/kg降低至2.139 W/kg,P1.0/400由16.978 W/kg降低至13.978 W/kg,涡流损耗占比随之降低,{112}〈110〉取向强度减弱而{111}〈110〉取向强度增加,B50由1.684 T降低至1.662 T。     

退火温度对冷轧无取向硅钢组织结构和磁性能的影响

研究了成分为0.003%C- 1.6%Si的0.5mm无取向冷轧板850～1000℃退火后的晶粒、织构、铁 损和磁感应强度。试验结果表明,随退火温度增高,晶粒的平均尺寸由850 ℃23μm 增加至1000℃115 pm, 铁损由850℃4.36 W/kg降低至1000℃3.35W/kg,磁感应强度在920℃退火达到最大值1.732 T。随退火温 度继续升高,磁感应强度逐渐降低至1000℃1.717 T     

钙和硼对无取向硅钢退火冷轧板组织和磁性能的影响

不含Ca和B,含Ca(0.0026%Ca)和含Ca-B(0.0027%Ca和0.0045%B)的3种无取向硅钢(/%:0.004~0.006C、1.31~1.38Si、0.34~0.41Mn、0.004S、0.027P、0.36~0.41Als、0.0022~0.002 8T[O]、0.004 8~0.0060N)由6.5 kg真空感应炉冶炼,锻成70 mm扁坯,热轧成2.5 mm板,950℃常化后冷轧成0.5 mm板,在30%H₂+70%N₂气氛经920℃ 3 min退火,炉冷。试验结果表明,无取向硅钢中进行钙处理,钢中可形成CaO·6Al₂O₃和CaS,有效抑制了MnS的析出,有利于退火冷轧板晶粒长大。复合添加ca和B的退火冷轧板中未发现BN;含0.0026%Ca无取向硅钢退火冷轧板具有最强的{100}面织构和Goss织构组分,含0.0027%Ca-0.0045%B无取向硅钢退火冷轧板具有最弱的{112}<110>织构组分。3炉试验钢中,钙处理的0.0026%ca无取向硅钢退火冷轧板的综合磁性能最好,铁损P_1.5/50和磁感应强度B₅₀分别为4.32 W/kg和1.764 T。     

初次再结晶退火对模拟CSP含Cu Hi-B硅钢组织和织构的影响

在实验室用模拟CSP工艺试制Hi-B高磁感取向硅钢薄板（/%:0.07C,3.02Si,0.13Mn,0.020P,0.006S,0.21Cu,0.025Cr,0.016A1,0.004Sn）,该钢经25kg真空感应炉熔炼,铸成41 mm×120 mm板坯-热轧成2mm板-1 120℃常化-冷轧成0.27mm薄板。研究了830~870℃,3~7min退火对再结晶组织和织构的影响。结果表明,0.27mm含Cu Hi-B高磁感取向硅钢板的合适退火工艺为830℃ 5 min,其平均晶粒尺寸为15.6μm,不利织构{111}〈110〉和{001}〈110〉含量较低,有利织构{111}〈112〉分布合理,有利于在二次再结晶退火过程形成良好的高斯组织。     

低温加热取向硅钢组织与织构演变研究

采用OM、EBSD、XRD分析研究了含Cu低温加热取向硅钢组织、织构的演变特征,研究结果表明：热轧板中存在铁素体层和珠光体层彼此交替的带状组织,且显微组织在厚度方向上分布不均匀,热轧板中{001}〈110〉、{112}〈110〉织构以及{110}〈001〉织构在板厚方向上分布不均匀;经过冷轧后,铁素体晶粒被严重拉长,形成了沿轧向伸长的纤维状组织,冷轧板织构类型主要是α织构和γ织构;脱碳时基体发生回复再结晶,显微组织为单一的铁素体等轴晶粒,织构主要为γ织构;二次冷轧板经渗氮后织构仅从强度上有所降低,其织构类型变化不明显。成品二次再结晶组织发展比较完善,晶粒尺寸约为10~20 mm。织构类型为锋锐的Goss织构。成品磁感B800达到了1.926 T,铁损P1.7/50为1.047 W/kg。     

Fe-6.5%Si钢极薄带的试制

 为了研究Fe-6.5%Si钢极薄带的制备工艺,并获得良好的产品磁性能,以薄带铸轧试验机制备的6.5%Si钢铸带为原料,分别采用一次温轧法、二次温轧法和基于应变诱导无序(DID)原理的高硅钢室温冷轧3种工艺制备出厚度为0.1 mm的Fe-6.5%Si钢。分析结果显示,一次温轧法退火后以高强度γ织构为主,由于压下率达到90%,形变储能高,晶粒尺寸最大,铁损最低,同时磁感也最低;二次温轧的退火板除了γ织构外,还有较强的η织构,故其磁感值高于一次温轧法,该方法得到的6.5%Si钢薄带综合磁性能最优,但生产成本高,效率低;基于DID原理,对6.5%Si钢热轧板在温度为300～450 ℃、压下率为45%～65%的条件下进行温轧,实现了6.5%Si钢软化,随后可将6.5%Si钢室温冷轧至0.1 mm,此时温轧板和冷轧板内部有序相消失,基体变成无序态;室温冷轧板退火后晶粒更细,铁损略有升高。此外,室温冷轧可促进{111}<112>形变晶粒在冷轧剪切带中形核形成有利织构,因此磁感值得到更大提升;采用DID原理进行室温冷轧,效率较高,后续可通过优化退火工艺使其进一步降低铁损,该方法为薄带铸轧工艺批量生产磁性能优异的6.5%Si钢极薄带提供技术参考。     

退火温度对超薄取向硅钢织构及磁性能的影响

 为了研究中/高频用超薄取向硅钢制备工艺中退火温度对组织、织构及磁性能的影响,以商用0.27 mm规格无底层取向硅钢成品板为原料采用初次再结晶法制备了0.08 mm厚的超薄取向硅钢。系统研究了800~1 000 ℃温度范围内退火对超薄取向硅钢退火组织、织构及磁性能的影响。结果表明,过渡带中的η取向({0kl}<100>)与相邻形变基体呈大角度取向差晶界,再结晶开始时,η取向组分优先在过渡带边界“弓出”形核;随着退火温度升高,再结晶平均晶粒尺寸增大,{114}<481>等非η取向晶粒尺寸优势愈发明显,η组分体积占比降低,晶粒尺寸均匀性变差;稍低温退火时超薄取向硅钢综合磁性能较好,退火温度为800 ℃时,磁感应强度B₈₀₀=1.82 T,铁损P_1.5/400=11.66 W/kg,获得本试验条件下最佳综合中频磁性能。