薄规格取向硅钢电磁特性及在中低频率电力装备中的应用#br#

针对工频配电网中节能变压器、兆瓦级DC/DC变换器中频隔离变压器、柔性低频交流输电领域低频变压器等电力装备对高性能取向硅钢的应用需求,采用任意波形磁场激励软磁测量系统,研究了0.10~0.27 mm不同牌号取向硅钢在不同工作频率下的电磁特性,探讨了薄规格取向硅钢在中低频电力装备中的应用前景。与0.10 mm超薄取向硅钢相比,0.18 mm高磁感取向硅钢在15~400 Hz中低频率范围具有更低的损耗特征。0.18 mm产品不仅在轧向的铁损低于0.23 mm和0.27 mm产品,在横向也具有最低损耗优势;但对于相同厚度材料,轧向低损耗并不意味着横向同样具有低损耗。分析了不同厚度取向硅钢电磁特性差异及原因,结果可支撑各类型变压器铁心材料选型。结合工频、中频和低频领域电力装备技术发展对铁心材料性能要求,展望了薄规格取向硅钢未来的发展趋势。     

超薄取向硅钢研究进展及发展方向

超薄取向硅钢作为一种应用于中高频工况的重要软磁材料,其研发制备技术受到广泛关注。本文介绍了超薄取向硅钢研究进展,系统综述了原始母材特征因素、轧制方式与速比、冷轧压下率、退火制度和气氛、退火磁场和绝缘涂层等因素对带材组织、织构和性能的影响,提出了超薄取向硅钢研制的关键问题和未来发展方向。     

取向硅钢常化板织构及不同取向晶粒中析出相粒子的分布

利用SEM、EBSD技术对低温热轧技术的热轧板和常化板进行了织构研究,并对不同取向晶粒中的粒子进行了对比分析。结果表明:常化处理对热轧织构中旋转立方{100}011织构强度有一定的减弱;常化后4种不同取向晶粒中的粒子面密度及粒子尺寸存在明显的差异,其粒子面密度分布规律表现为黄铜取向晶粒Goss取向晶粒铜型取向晶粒{100}011取向晶粒,且黄铜取向晶粒中的粒子平均尺寸最小,40~60 nm范围内的粒子也明显多于其他取向晶粒。     

升温速率对冷轧超薄取向硅钢再结晶行为的影响

利用EBSD技术对比分析了升温速率对冷轧超薄取向硅钢再结晶行为的影响.结果表明,冷轧超薄带中再结晶形核位置、再结晶织构类型受升温速率的影响不大,主要取决于形变组织;剪切带、{111}〈112〉取向晶粒晶界、形变带和形变不均匀区均为再结晶的形核位置,剪切带的再结晶形核优势更为明显;再结晶晶粒取向以Goss({110}〈001〉)取向为主,同时存在{210}〈001〉、{310}〈001〉以及一定比例的杂乱取向.然而,升温速率显著影响Goss织构的强度及退火样品的组织均匀性;慢速升温条件下,Goss织构比例和锋锐度降低,说明回复导致不同织构的形变组织储存能差异减小,降低了Goss取向的形核优势;快速升温条件下,剪切带内的Goss晶核具有更大的形核优势,吞并临近的形变组织完成再结晶,形成更强和锋锐的Goss织构.此外,快速升温可提高再结晶完成后的组织均匀性、降低平均晶粒尺寸.     

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。     

退火工艺参数及母材性能对取向硅钢超薄带磁性能的影响EI北大核心CSCD

采用EBSD技术对不同退火工艺处理后的冷轧取向硅钢超薄带样品进行研究,分析退火样品的显微组织、织构与磁性能的关系,讨论母材性能对超薄带性能的影响。结果表明:冷轧超薄带的退火组织均匀、Goss取向度高以及母材磁性能优良均可有效提升磁性能;退火升温速率主要影响晶粒尺寸、Goss取向度及磁性能;再结晶的平均晶粒尺寸改变,会影响最终超薄带的磁感应强度及铁损;在900℃退火5 min以上会明显发生再结晶,10~30 min内退火的超薄带磁性能变化较小,退火15 min获得最佳磁性能。此外,在1000℃及1100℃下退火的时间均不宜超过10 min,否则会恶化磁性能。     

纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性及损耗的影响

研究了纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性以及损耗的影响,并采用Kerr方法观测了合金的磁畴形貌。结果表明,张应力驱动淬火态1K101合金感生出宏观单轴各向异性,使带材沿应力方向趋向于易磁化,且铁损下降,这与经纵磁退火处理后的带材磁化特征高度相似。通过磁畴观测发现,在张应力作用下,淬火态非晶合金中迷宫样窄小畴的磁畴壁沿应力方向呈Z字形排列,说明沿应力方向磁化时需消耗的外磁场能减少,这对带材软磁性能的优化起到了关键作用。     

220～1000 kV电力变压器用取向硅钢质量评估

对2020-2023年期间国家电网公司新建和扩建的220～1 000 kV变电站工程中电力变压器/电抗器用取向硅钢进行了质量监督与评价,共涉及175项变电站工程、24家变压器制造企业、3家取向硅钢生产企业。基于取向硅钢产品技术条件与测试方法标准,抽检了包括20QH070、23QH075、27QH085、30QH100等23个牌号在内的累计超20 000片取向硅钢样品。结果表明,性能不合格率呈逐年下降趋势。并指出了批次供货取向硅钢产品在磁性能、涂层性能、外观质量上存在的问题。通过持续开展新入网取向硅钢质量评估,为加强电力变压器质量源头管控,助力打造本质安全电网提供了有力支撑。     

取向硅钢中MnS粒子形核析出的动力学计算与分析

利用热力学和动力学的相关理论计算分析了取向硅钢中MnS沉淀析出的动力学行为。计算分析结果表明,MnS粒子在取向硅钢中以在位错线上形核为主导,主要在铁素体中析出。在本文讨论的薄规格取向硅钢的合金成分下,计算出MnS的有效析出温度范围为850~1000 ℃,临界核心尺寸为0.4~0.8 nm,从开始析出到完全析出所需时间约30 s,建议热轧工序的终轧温度应控制在950 ℃,热轧板的正火时间应控制在5 min。     

超薄取向硅钢的研究进展

 随着特高压直流输电和灵活交流输电的迅猛发展,超薄取向硅钢作为阳极饱和电抗器核心材料发挥着不可替代的作用;同时,随着节能环保的要求不断提高,超薄化成为取向硅钢的重要发展方向。近年来,超薄取向硅钢的制备成为材料冶金领域的研究热点。总结了超薄取向硅钢的制备方法,综述了超薄取向硅钢的研究进展,讨论了超薄取向硅钢磁性能的影响因素,提出了超薄取向硅钢的发展方向,为超薄取向硅钢的未来研发提供了参考依据。