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.     

轧制条件对冷轧无取向硅钢织构的影响

除钢质的纯净度、夹杂物聚集程度、再结晶组织外 ,织构分布和各组分强度对冷轧无取向硅钢的磁性能 磁感应强度和铁损亦具有显著的影响。从基础理论方面讨论了冷轧无取向硅钢的热轧、终轧温度和层流冷却条件对轧件织构形成的影响及冷轧压下率和冷轧轧制形状参数对其再结晶织构的影响.     

Cr对含Nb高强无取向硅钢组织、织构及性能的影响

 高强无取向硅钢主要应用于高速电机,要求其具备高强度和优异磁性能,但目前无取向硅钢的磁性能和强度难以兼顾。因此,设计并制备了添加微量Cr的含Nb高强无取向硅钢,通过光学显微镜、EBSD、万能拉伸试验机、四探针测试仪和磁性能测量仪等研究了Cr对含Nb高强无取向硅钢微观组织、织构、力学性能及磁性能的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Cr抑制了热轧组织的回复,使常化和退火组织再结晶减弱,常化和退火后有利织构面积分数增加,不利织构面积分数减小。添加质量分数为0.5%的Cr使含Nb无取向硅钢的屈服强度显著增大,磁感略升高,但对铁损几乎没有影响。Cr对屈服强度的影响一方面是由于Cr的固溶强化作用,另一方面Cr促进了Nb的析出而使Nb的析出强化效果增强;而Cr提高含Nb高强无取向硅钢的磁感主要是由于促进有利织构形成的同时抑制了不利织构的形成,使得织构因子增大;添加Cr使无取向硅钢的电阻率增加从而使铁损降低,同时Cr促进了Nb的析出,而这种富Nb析出相不仅抑制晶粒长大且会阻碍磁畴移动而使铁损增高,在两方面因素的综合作用下,添加质量分数为0.5%的Cr对含Nb高强无取向硅钢的铁损几乎没有影响。因此,含Nb高强无取向硅钢中添加微量Cr,会由于Cr的固溶作用以及其促进Nb的析出而提高钢的强度并提高钢的综合磁性能。     

退火张力对Fe-3.0%Si无取向硅钢磁各向异性的影响

 为了探索退火过程中张力对高牌号无取向硅钢磁各向异性的影响,利用MULTIPAS模拟Fe-3.0%Si无取向硅钢连续退火过程中单位张力变化对硅钢磁性能及磁各向异性影响规律。结果表明,单位张力从2提高到6 MPa,铁损P_1.5/50和磁感应强度B₅₀各向异性分别由10.50%、1.72%增大到11.11%、1.84%;单位张力为4 MPa时硅钢铁损最低为2.17 W/kg;单位张力为3.16 MPa时硅钢可以获得较好的磁性能及铁损各向异性;连续退火过程中最佳单位张力应控制在3~4 MPa。     

微量Sn对0.4％Si无取向硅钢组织和磁性能的影响

结合实际生产0.4％Si无取向硅钢,统计了不含Sn和0.025％Sn无取向硅钢的磁性能变化,利用金相显微镜、X射线衍射仪观察分析不同成分下试样的显微组织和微观织构.试验结果表明:Sn元素可以显著降低无取向硅钢的晶粒尺寸,0.025％Sn试样的平均晶粒尺寸比不含Sn减小28.4％;加入Sn元素后抑制了无取向硅钢中不利于磁性能的{111}面织构组分强度,提高了对磁性能有利的{100}面织构组分强度,0.025％Sn与不含Sn相比磁感均值从1.756 T提升至1.768 T,铁损均值从5.476 W/kg降低至5.204 W/kg,明显改善了无取向硅钢磁性能.     

新型无取向硅钢板的超低铁损

最近 ,提出了电机尺寸缩小的问题 ,同时对用于磁铁芯的新材料也提出要求。电机内磁通密度的增加是实现电机尺寸缩小最有效的方法。此外 ,还需要降低铁损。尽管无取向硅钢板已广泛用作电机的磁芯材料 ,但是钢板内磁通密度小磁损大阻止了电机进一步缩小。因此 ,用于较高磁通密度和低铁损的新型无取向硅钢板的开发将促进电机尺寸的缩小。无取向硅钢板内 ( 1 0 0 )织构的形成、厚度的减小以及晶粒尺寸的增大都是有助于开发上述新型无取向硅钢板的方法 ,因为( 1 0 0 )织构的改善增强了磁通密度 ,而厚度的减小和晶粒的增大则降低了铁损。尽管随着…     

P对0．8wt%Si无取向硅钢磁性的影响

本文研究了P对0．8wt%Si无取向硅钢磁性的影响。研究发现，添加P后，由于晶粒细化以及{222}织构的形成减弱{110}织构．铁损增加．不利织构的形成同样降低磁感。     

热轧工艺对无取向硅钢组织结构的影响

研究了热轧加热温度、终轧温度、卷取温度对1．50％Si无取向硅钢晶粒组织和织构演变的影响。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。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。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。     

冷轧无取向硅钢的织构和组织性能分析

分析和讨论了国内外牌号为50W800和50W600，50H1300，50A1300的4种普通冷轧无取向硅钢的成分、组织、织构对磁性的影响。根据织构取向分布函数(ODF)分析结果，得出为获得高的无取向硅钢磁性能，硅钢除具有高的纯净度，低的夹杂物含量，组织均匀、晶粒细小外，应控制产品形成{HKL}面织构，尤其是{100}面织构，以便同时降低铁损和提高磁感。     

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%。     

取向硅钢生产工艺技术分析和发展趋势

介绍了普通取向硅钢(CGO)和高磁感取向硅钢(Hi-B)铸坯高温加热两次冷轧、一次冷轧和铸坯低温加热两次冷轧、一次冷轧法4种成熟生产工艺的主要技术参数,取向硅钢理论研究(Goss晶核和抑制剂)和生产技术现状。取向钢的发展趋势为:提高(110)[001]晶粒取向度,降低取向硅钢铁损,发展铸坯低温加热(≤1300℃)和薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢工艺。     

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。     

大压下率冷轧无取向硅钢织构演变及性能

组织和织构是影响无取向硅钢性能的重要因素。为改善产品性能,研究了冷轧压下率(71.7%~87.0%)对高牌号无取向硅钢组织、织构、磁性能和力学性能的影响。结果表明,随冷轧压下率的增加,退火晶粒平均尺寸先减小后增大;高斯和立方织构强度减弱,γ纤维织构增强,α纤维织构转变为较强的α*({ h, 1, 1}〈1/h, 1, 2〉)织构,并随冷轧压下率的增加而增强,同时其峰值逐渐向{111}面移动;工频铁损P1.5/50、高频铁损P1.0/400和磁极化强度J5000同时降低,屈服强度变化不大,表面硬度逐渐增加。当冷轧压下率由84.7%增至87.0%、厚度减至0.30 mm时,高频铁损降幅是工频铁损的11倍,表面硬度增幅变大。以上研究成果对硅钢减薄后织构及组织的优化提供了很好的指导。     

无取向硅钢异步冷轧织构沿厚度的演变

对2.2 mm厚常化后无取向硅钢(%:0.004C、3.1Si、0.33Al),以速度比为1.19异步轧制到0.5 mm厚,用取向分布函数(ODF)定量研究了异步冷轧织构沿厚度的变化。结果表明:常化后的无取向硅钢板材沿厚度方向的织构类型发生了明显的变化,中心侧反高斯织构较强,在异步冷轧后继续保持了这种状态,而表层和次表层高斯织构在冷轧后消失;冷轧后板材在快慢辊侧的织构类型没有变化,但强度发生明显的变化;异步冷轧织构沿厚度方向呈非对称分布;反高斯织构在慢辊侧的强度高于快辊侧的强度,{111}〈112〉织构出现中心低两侧高的现象,慢辊侧略高于快辊侧。     

取向硅钢27Q110初次再结晶退火对组织和织构的影响

通过检测取向硅钢27Q110一次冷轧板再结晶温度退火试验后的硬度及显微组织,确定取向硅钢脱碳退火(初次再结晶)阶段最佳退火温度为850℃。对冷轧硅钢厂取向硅钢27Q110脱碳退火后显微组织和织构进行检测和分析。结果表明,取向硅钢27Q110脱碳最佳退火温度为850℃,且主要织构γ在{111}<112>处最强     

CSP工艺0.04C钢热轧板冷轧-退火织构的演变

通过实验室4辊轧机和保护气氛管式退火炉，对0．04C钢CSP工艺生产的3姗热轧板进行冷轧（至0．8mm）和退火试验，并用蚀坑法对退火试样进行织构分析；同时对包钢薄板厂CSP3mm热轧板冷轧的1．2姗板卷退火试样进行了X-射线检测。结果表明，1．2mm SPCC冷轧板退火织构表层有较弱的{111}织构组分，中心层没有发现有利于提高钢的深冲性能的{111}织构。1．2mm板卷退火试样{111}／{100}取向密度比为2．0～3．0，与实验室蚀坑法的试验结果一致。     

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。