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。     

低温取向硅钢常化工艺和渗氮工艺对组织、织构和磁性能的影响

利用电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)分析了低温取向硅钢常化工艺、渗氮工艺对常化组织、再结晶组织与抑制剂的影响, 对比研究了常化冷却速率、渗氮温度和渗氮量对再结晶组织、织构和磁性能的影响规律.结果表明, 常化冷却速率越快, 一次再结晶晶粒尺寸越小.常化冷却速率较慢时, 高温渗氮的样品一次再结晶晶粒尺寸偏大, 使二次再结晶驱动力降低, 二次再结晶温度提高, 且渗氮量低, 追加抑制剂不足, 最终二次再结晶不完善.高温渗氮与低温渗氮导致脱碳板中抑制剂尺寸不同, 高温渗氮表层抑制剂与次表层抑制剂尺寸基本无差异, 低温渗氮表层抑制剂尺寸比次表层抑制剂尺寸大.低温渗氮且渗氮量低的样品虽然二次再结晶较完善, 但由于其常化温度低、常化冷却速率快, 一次再结晶晶粒尺寸小, 二次再结晶开始温度稍早, 黄铜取向晶粒出现, 最终磁性差.渗氮量较高的高温渗氮和低温渗氮样品虽都能基本完成二次再结晶, 但磁性存在差异, 磁性差的原因是高温渗氮样品的最终退火板中出现较多的偏{210} < 001>取向晶粒.      

冷轧压下率对Hi-B钢初次再结晶织构的影响

研究模拟CSP工艺试制Hi-B钢在不同冷轧压下率(73%、78%、83%、88%及93%)下对其初次再结晶退火(850℃,5 min)后织构的影响。使用Zeiss Axioplan金相显微镜观察组织,借助NOVA400 Nano SEM型场发射扫描电子显微镜进行微观织构EBSD(电子背散射技术)数据采集,利用二次萃取复型法制样并通过JEM-2100透射电子显微镜(TEM)及能谱仪(EDS)观察压下率为88%的初次再结晶样品中抑制剂析出情况。结果表明:Hi-B钢冷轧的最合适压下率约为88%,冷轧初次再结晶退火(850℃,5 min)后晶粒细小,组织良好,有一定的Goss晶粒,有利的{111}112织构含量较高和较多的∑9、∑3、∑5有利CSL晶界。抑制剂(主要为Cu2S)析出较多,平均尺寸大小约为50.15 nm,平均面分布密度约为1.54×109个/cm2。     

高温渗氮Hi-B钢二次再结晶中组织及织构演变

模拟CSP工艺试制Hi-B钢在二次再结晶过程中不同退火温度下的组织和织构。使用Zeiss Axioplan金相显微镜(OM)观察试样组织,借助于NOVA400Nano SEM型场发射扫描电子显微镜进行微观织构EBSD检测分析。结果表明:Goss晶粒在1 040℃发生异常长大,异常长大之前晶粒细小均匀,有利的{111}〈112〉和{411}〈148〉织构为主要织构,异常长大后部分晶粒发生快速长大,组织则以Goss织构为主。Goss织构及{111}〈112〉和{411}〈148〉织构的取向差分布主要集中在20°~45°之间,高能晶界理论(HE)能够解释Goss晶粒的异常长大。基体的CSL晶界比例较低,且移动性差的∑3晶界比例较高,移动性好的∑5、∑7、∑9晶界比例较低,CSL晶界理论对于Goss晶粒的异常长大则不具有说服力。     

取向硅钢微观组织和织构演化规律研究

结合鞍钢开发的厚度0.27 mm HiB取向硅钢的经验,研究了热轧、常化、冷轧、脱碳退火、高温退火等工序微观组织、织构的变化和演变规律。结果表明：热轧浅表层的组织为再结晶组织,中心层为未完全再结晶的带状组织,常化后均发生再结晶和再结晶组织的长大,取向硅钢的组织在冷轧和脱碳退火后转变为铁素体的等轴晶粒,经过二次再结晶后,Goss织构晶粒成长为毫米级的大晶粒。热轧浅表层是Goss{110}〈001〉织构的发源地,经过常化后Goss织构原位加强,冷轧后Goss织构转变为{111}〈112〉且部分残留在变形剪切带处,从而在二次再结晶时,形成了以Goss织构为主要织构组分的HiB取向硅钢。     

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.     

中温含铜取向硅钢组织与织构演变规律的研究

主要利用EBSD技术研究了中温含铜取向硅钢在热轧、一次冷轧、脱碳退火、二次冷轧工序下,组织与织构的演化规律。结果表明：热轧板在厚度方向上存在组织与织构分布不均匀现象,表层为再结晶晶粒,中心层主要为变形晶粒,Goss晶粒主要分布在次表层。Goss晶粒为轧制不稳定织构,在大压下量的一次冷轧和二次冷轧后会消失,经过退火处理后又会重新出现,从而体现了Goss的遗传特性。冷轧后织构逐渐集中于α线织构,且压下率越高,织构越锋锐;退火后织构逐渐向γ线织构偏移。     

抑制剂对Hi-B钢初次再结晶组织的影响

模拟CSP工艺分别试制2种不同成分(试样A和试样B)的Hi-B钢,对比研究其初次再结晶退火(830℃×5min)后组织、织构及抑制剂等相关内容。利用Zeiss Axioplan光学显微镜观察试样金相组织,NOVA400Nano型场发射扫描电子显微镜(SEM)进行微观织构电子背散射衍射(EBSD)的数据采集,JEM-2100透射电子显微镜(TEM)观察析出物的形貌、大小及分布情况,同时借助选区电子衍射(SAED)及能谱仪(EDS)分析抑制剂。结果表明:试样A平均晶粒尺寸比试样B小;试样A析出物主要为Cu_2S和AlN,试样B则为MnS和AlN;试样A中Goss织构及{111}〈112〉等有利织构含量与试样B相比较多且分布更均匀,{110}〈112〉等不利织构含量则相对较少,且Σ3、Σ5、Σ9等有利晶界较多。     

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。     

取向硅钢薄带形变再结晶组织及织构演变

利用背散射电子衍射微织构分析技术及X射线衍射织构分析技术,结合对取向硅钢薄带再结晶各阶段退火板磁性能的分析,系统研究了其形变再结晶过程中的组织及织构演变.结果表明,薄带内原始高斯晶粒取向发生绕TD轴向{111}〈112〉的转变,同时晶粒取向还表现出绕RD轴的附加转动,这种附加转动及其导致的表层微弱立方形变组织可为再结晶立方织构的形成提供核心.退火各阶段样品磁性能的变化对应了{110}-{100}〈001〉有益织构及其他织构的强弱转变以及再结晶晶粒不均匀程度的变化,综合织构类型及晶粒尺寸的变化推断发生了二次及三次再结晶过程.升温过程再结晶织构演变主要体现了织构诱发机制,也即与基体存在绕〈001〉轴取向关系的晶粒长大优势结合高斯织构的抑制效应发挥作用;而在高温长时间保温后三次再结晶过程,{110}低表面能诱发异常长大发挥主要作用使得最终得到锋锐的高斯织构.      

低温取向硅钢初次再结晶织构及晶界特征分析

应用EBSD技术对低温取向硅钢初次再结晶样品表层、次表层及中心层微观组织进行了研究并基于HE与CSL晶界理论对各层的晶界特征分布进行了分析。结果表明:各层初次再结晶织构以γ织构及{114}〈418〉织构为主,Goss晶粒主要分布在表层与次表层,平均晶粒尺寸由表层至中心层逐渐减小。基体与Goss晶粒取向差分布主要集中在能构成高能晶界关系的20°~45°间,并且次表层所占比例最高。基体中CSL晶界类型以∑3为主,在Goss晶粒周围分布着极少量的∑5、∑7、∑9晶界。     

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.     

低温加热渗氮型取向硅钢二次晶粒取向度下降成因分析

低温加热渗氮型取向硅钢二次再结晶完全、磁性能却不高是一种常见的现场质量问题,其成因的判断及问题的解决对降低生产成本至关重要。本文对两组企业生产中存在上述现象的低温渗氮钢的一次再结晶板进行高温退火中断实验,确定其二次再结晶温度及基体晶粒和二次晶粒的取向分布特征,探索其成因。结果表明,磁性能下降的原因是二次晶粒取向度偏差大,主要向{110}<227>取向偏转;其本质是一次晶粒尺寸偏小,二次再结晶温度提前了约50 ℃;高斯晶粒以外的偏高斯取向晶粒优先形成。两组样品的差异不在于其二次再结晶温度不同,而是二次晶粒的偏差度不同。这种差异又反映出两组样品微小的一次退火组织织构和抑制剂的差异或成分波动性。     

普通取向硅钢轧制过程中组织和织构的演变

借助电子背散射衍射(EBSD)及ZEISS-200MAT金相显微镜对某钢厂普通取向硅钢(CGO)进行研究,研究结果表明:热轧板组织、织构沿板厚方向存在明显的不均匀性,在热轧板表层及次表层发生再结晶,同时存在强度较高的Goss织构,中心层存在较强的{001}110变形织构。冷轧组织均呈纤维状条带组织,一次冷轧后,热轧板中的Goss织构消失,织构主要为α、γ织构,经中间脱碳退火后,α、γ织构强度减弱,并出现一定强度的Goss织构和利于Goss织构发展的{554}225、{332}113等织构,经二次冷轧后,二次冷轧织构类型与一次冷轧织构一致,但织构强度不同。     

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。     

常化温度对无取向电工钢50W300热轧板组织、织构和磁性能的影响

利用电子背散射(EBSD-electron back-scatting diffraction)检测分析技术和磁性能测量技术研究高牌号冷轧50W300无取向电工钢2.3 mm热轧板低温(820℃)和高温(920℃)常化对其组织、织构和电磁性能的影响。研究发现,920℃ 2min(45 m/min)常化时,电工钢成品的铁损最低,磁感最高。此时,电工钢卷外层晶粒组织发生脱碳并快速生长;次表层晶粒生长较为缓慢,晶粒尺寸较小,且均匀。中心层组织晶粒再结晶时,尺寸均匀。同时织构水平降低,表层织构慢散,次表层和中心层织构近似于冷轧织构,有利于电工钢磁性能的织构比例提高。     

Fe-6.5%Si合金温轧后退火过程中再结晶行为

用电子背散射技术观察了700℃温轧板在退火过程中的组织及织构演变以了解其再结晶行为.结果表明,温轧织构由强的（111）〈112〉、较弱的〈110〉∥RD及Goss组成,再结晶织构与之相似.〈110〉∥RD及（111）〈112〉新晶粒首先形成于与之构成小角度晶界的形变晶粒的晶界附近,而在角隅及组织不均匀区等位置孕育出与周围晶粒构成大角度晶界的晶核,择优取向不明显.退火过程中（111）〈112〉在形变组织中累积,最终转化为（111）〈112〉再结晶晶粒.分析认为,温轧后退火是不均匀组织在低储存能驱动下的再结晶过程.（112）〈110〉及（111）〈112〉形变拉长晶粒多发生连续再结晶从而退火织构与形变态相似.在角隅区形成核心进而发生不连续再结晶,核心取向的统计性及不连续晶核的长大弱化再结晶织构,其中Goss晶粒多以此方式形成于（111）〈112〉晶粒内部.      

薄带铸轧流程制备含钇3% Si取向硅钢的组织和织构研究

通过50 kg真空感应炉冶炼,用常规流程和薄带铸轧两种工艺分别在实验室制备了含稀土钇的3%Si取向硅钢。薄带铸轧浇注温度1530℃,轧制速率0.3 m/s,铸带厚度2.5 mm。常规流程为80 mm铸坯加热温度1150℃,热轧板厚度2.4 mm,终轧温度935℃。采用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)研究了钢中夹杂物成分、形貌、数量、尺寸和分布;利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了硅钢铸带、热轧板、0.3 mm冷轧板、870℃ 7 min和1100℃ 10 min再结晶退火板组织和织构。实验结果表明：与常规流程相比,薄带铸轧硅钢一次再结晶后晶粒较细小,且γ织构强度达到17,但是二次再结晶后晶粒尺寸不均匀,平均晶粒尺寸为61μm,部分Goss取向晶粒尺寸达到1 mm以上。原因为细小的含钇夹杂物数量过多,且分布不均匀,夹杂物聚集的区域晶粒长大受到明显抑制。常规流程生产的含钇硅钢二次再结晶热处理后晶粒均匀长大,平均晶粒尺寸为102μm,没有形成明显的Goss织构。     

压延率对高磁导率硅钢初次再结晶织构的影响

用x-射线求织构系数方法研究了含MnS+AIN的3%si-Fe合金的初次再结晶织构中各晶面的织构系数N_(hkl).冷轧压延率通过改变初次再结晶织构组分的数量对二次再结晶行为影响很大,所得结果能很好地说明高温退火后的磁性变化规律.认为初次再结晶基体中很强的 {111}<112>和位向准确的{110}<001>的弱组分是获得完善的戈斯(Goss) 织构的重要条件.实验结果还指出,同最佳磁性相对应的压延率范围为82～87%,压延率低于82%时,初次再结晶织构中不仅{111}<112>组分很弱,而且偏离易磁化方向的二次再结晶核心数量成倍增加,其结果高温退火时这些核心彼此争长导致戈斯织构取向度下降.冷轧压延率太大 (88%以上){100}<011>位向变成冷轧织构中最强成份同样损害二次再结晶和磁性.