冷轧无取向硅钢再结晶退火组织和织构演变研究进展

总结了近年来冷轧无取向硅钢再结晶组织和织构演变的研究进展,重点总结了快速加热条件下再结晶组织和织构的研究进展.快速加热抑制回复,使再结晶发生前的剩余形变储能增加,导致形核驱动力增加并促进大角晶界迁移,因而使形核率增加、晶粒细化.同时,快速加热降低了晶核择优位向,最终降低了<111>//ND再结晶织构组分强度.     

退火张力对无取向硅钢再结晶织构和磁性能的影响

采用取向分布函数(ODF)分析了无取向电工钢冷轧板施加不同张力时再结晶退火后组织织构的变化。结果表明,随着退火张力的增加,再结晶晶粒尺寸逐渐增大,当退火张力为4 MPa时,晶粒平均直径达最大值75μm,且尺寸均匀,Goss织构和立方织构组分也增强,其铁损P_(1.5/50)降低到4.34 W·kg~(-1),同时磁感B50升至1.684T;当张力增加到6 MPa时,晶粒直径减小至40μm,{110}〈001〉和{001}〈100〉织构组分减弱,γ线织构组分明显增强,磁性能恶化。     

薄规格取向硅钢中晶粒取向和尺寸对Goss晶粒异常长大的影响

利用EBSD技术统计了薄规格取向硅钢片中初次再结晶和二次再结晶前期组织中{411}〈148〉、{111}〈112〉、{100}〈025〉取向晶粒尺寸分布,分析了三种不同取向的晶粒对Goss晶粒异常长大的影响。结果表明:初次再结晶组织中不同的取向晶粒对应的平均晶粒尺寸(d)存在差异,{411}〈148〉取向晶粒的平均尺寸最大,其次为{100}〈025〉取向晶粒,{111}〈112〉取向晶粒的平均尺寸最小。Goss取向晶粒异常长大的过程中优先吞噬{111}〈112〉取向晶粒,其次是{411}〈148〉取向晶粒,最后是近{100}〈025〉取向晶粒和近黄铜取向晶粒。{111}〈112〉、{411}〈148〉取向晶粒对Goss取向晶粒异常长大的影响主要体现在二次再结晶的前期。因此,可以推断取向硅钢中最终残留的"岛晶"可能来源于近黄铜取向晶粒或近{100}〈025〉取向晶粒。     

退火张力对无取向硅钢再结晶织构和磁性能的影响

采用取向分布函数(ODF)分析了无取向电工钢冷轧板施加不同张力时再结晶退火后组织织构的变化.结果表明,随着退火张力的增加,再结晶晶粒尺寸逐渐增大,当退火张力为4 MPa时,晶粒平均直径达最大值75 μm,且尺寸均匀,Cross织构和立方织构组分也增强,其铁损P1.5/50降低到4.34 W· kg-1,同时磁感Bs.升至1.684 T;当张力增加到6 MPa时,晶粒直径减小至40 μm,{110}<001>和{001}<100>织构组分减弱,γ线织构组分明显增强,磁性能恶化.     

低温高磁感取向硅钢高温退火过程织构及析出物的演变行为

对低温法生产的以AlN为主抑制剂的Hi-B取向硅钢高温退火过程进行了中断实验,借助EBSD及TEM技术对高温退火连续升温过程中织构与析出物的演变进行了研究。实验结果表明,800℃时ODF图出现高斯织构组分,但强度很弱,高斯晶粒偏离角在10°以上;950~1000℃时高斯晶粒异常长大,偏离角3~6°;高温退火过程析出物主要有球形、规则立方形及不规则多面体形3种形貌,由于渗N的影响,Zener因子先增大再减小,并且析出物在高斯晶界前沿优先粗化。     

高硅钢薄板退火过程中的织构演变

采用传统的轧制和退火工艺制备了0.30mm厚的6.5%（质量分数）Si高硅电工钢薄板,采用X射线衍射技术对退火过程中的再结晶织构进行了研究。冷轧高硅钢薄板700℃退火形成以{111}〈112〉为峰值的γ织构（〈111〉∥ND）和以{001}〈210〉为峰值的{001}织构;而900℃以上温度退火则形成强{001}〈210〉织构。进一步的研究表明是在晶粒长大过程中{001}〈210〉发展成为主要再结晶织构组分。     

常化退火处理对无取向硅钢组织和织构的影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪研究了常化退火处理对无取向硅钢热轧板和成品退火板显微组织和织构的影响。结果表明:常化退火处理消除了热轧板中的变形组织,促使变形晶粒完成再结晶;常化退火处理使高斯织构和立方织构易通过再结晶在变形带内形核和长大,可显著降低成品退火板的{111}和{112}不利织构组分的占有率,提高{100}和{110}有利织构组分的占有率,从而有利于提高无取向硅钢成品板的磁性能。     

CGO硅钢初次再结晶组织及织构演变规律

对3%(质量分数)Si CGO硅钢冷轧板进行初次再结晶退火实验,设置不同的退火保温时间,将退火后的样品分别使用OM,TEM及EBSD进行分析,观察其微观组织、位错及织构分布,研究CGO硅钢初次再结晶过程中组织及织构的演变规律。结果表明:随着退火保温时间的延长,回复再结晶的程度增加,当保温时间延长至300s时,再结晶基本完成且呈现等轴晶状态,随着保温时间的延长,组织中位错密度降低。初次再结晶退火保温时间对初次再结晶织构分布有影响:随着保温时间的延长,{111}〈112〉和{110}〈112〉织构含量不断下降,{111}〈110〉织构的含量先减少后增加,立方及旋转立方组分基本保持不变,Goss织构组分逐渐增多。当保温时间较短时,晶粒取向差主要为小角度晶界并存在大量亚晶,随着保温时间的延长,大角度晶界逐渐增多。     

无取向硅钢晶粒长大过程中应力对织构和晶界变化的影响

采用EBSD技术研究了有、无拉应力作用下无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化的规律。结果表明:在晶粒生长期间,无应力作用下的硅钢中,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化,而{100}〈001〉织构组分弱化;与无拉应力作用下的情况相比,施加5MPa的拉应力时,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化的速率下降,{100}〈001〉织构组分变化不明显。对于在晶粒生长期间持续变化的{111}〈112〉,{111}〈110〉和{100}〈001〉织构组分而言,虽然有、无拉应力作用下硅钢的{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率均下降,而{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率则上升,但当有拉应力作用后,{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率下降的速率变小,{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率上升的速率稍有变小。通过对无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化规律的研究,分析了合金原子在晶界的偏聚行为。     

薄规格取向硅钢二次再结晶过程中Goss织构演变的Monte Carlo模拟

通过EBSD实验获取了薄规格取向硅钢(0.18mm厚)初次再结晶样品表面晶粒组织的取向数据,并以此构建模拟的初始组织。采用Potts模型Monte Carlo方法对薄规格取向硅钢初次再结晶样品的二次再结晶过程进行了模拟仿真,研究了表面能对Goss织构演变的影响。模拟结果表明:Goss取向晶粒与相邻晶粒的表面能差是Goss取向晶粒异常长大的重要驱动力;表面能差存在一个临界值(约12%),只有当表面能差大于此临界值时才会发生表面能驱动Goss取向晶粒的异常长大。     

冷轧压下率及初始高斯晶粒取向度对超薄取向硅钢织构演变与磁性能的影响

以不同高斯取向度的取向硅钢成品板为初始原料,采用一次冷轧法制备0.06~0.12mm厚的取向硅钢薄带。利用EBSD取向成像技术研究冷轧压下率以及初始高斯晶粒取向度对超薄取向硅钢织构演变与磁性能的影响。结果表明:随着冷轧压下率增大和厚度减小,退火后再结晶织构增强,当压下率为70%时,再结晶织构中RD∥〈001〉织构最锋锐,磁性能最佳;初始样品高斯取向度越高,制备的薄带样品磁性能越好;因此,生产高性能的取向硅钢薄带应选用初始高斯晶粒取向度较高的成品板。     

Influence of primary annealing on Goss development in grain oriented silicon steels

Abstract

Two different primary annealing conditions (continuous heating and discontinuous heating) on conventional oriented silicon steel were employed, and the evolution of microstructure and Goss frequency, as well as orientations of Goss neighbourhood from recovery to secondary recrystallisation, was investigated by means of optical microscopy and advanced electron backscatter diffraction (EBSD) technique. It could be concluded that high Goss frequency before secondary recrystallisation possibly did not contribute to sharp Goss orientation, even excellent magnetic property and that no grains with less deviation from ideal Goss first began to grow. As for coincidence site lattice (CSL) grain boundary and high energy grain boundary theories, the latter can explain the development of Goss due to its high frequency compared with CSL boundary of low frequency.     

初次再结晶组织和渗氮量对低温渗氮取向硅钢二次再结晶行为的影响

通过控制初次再结晶工艺获得尺寸不同的低温渗氮取向硅钢初次再结晶组织,研究初次晶粒尺寸对二次再结晶行为和磁性能的影响,探索初次晶粒尺寸过大条件下合适的渗氮量,并分析初次再结晶组织中{411}〈148〉织构对二次再结晶行为的影响。结果表明:随着初次晶粒尺寸由10μm升高至15μm,二次再结晶温度升高,Goss织构更加锋锐,成品磁性能提高,当初次晶粒尺寸为28μm时,合适的渗氮量约为6×10-4。初次再结晶组织中{411}〈148〉取向晶粒生长能力更强,极易粗化,阻碍二次晶粒的异常长大,同时{411}〈148〉与黄铜晶粒之间为大于45°的低迁移率晶界,对黄铜晶粒异常长大的阻碍作用更为显著。     

Effects of Primary Annealing Condition on Recrystallization Texture in a Grain Oriented Silicon Steel

The recrystallization texture in grain oriented silicon steel sheets, which were annealed at different primary annealingtemperatures with and without an electric field, was investigated. An automated electron backscattered diffraction(EBSD) technique was used to analyze the recrystallization texture. It was found that recovery and application ofelectric field in primary annealing lead to an increase of {001} component and a decrease of {111} component afterannealing at 900℃. The development of recrystallization texture can be explained in terms of the effects of electricfield and primary annealing temperature on recovery.     

冷拔高碳钢丝高温退火前后显微组织及织构变化

采用扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射技术（EBSD）作为分析手段,对两种变形量SWRH82B冷拔高碳钢丝在奥氏体化高温退火处理前后的显微组织和织构变化进行了表征研究。结果表明：该冷拔高碳钢丝显微组织中的珠光体经奥氏体化退火处理后由纤维状转变为等轴状;冷拔高碳钢丝主要是〈110）织构,且织构强度随着变形量的增大而增强;经奥氏体化退火处理后〈110〉织构强度明显下降,且织构强度与变形量相关性减小,同时还出现了〈112〉织构。