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(0.18 mm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.     

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。     

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     

晶粒取向对冷轧无取向硅钢磁时效的影响

研究了含碳量约3.0×10-5的50W700型号冷轧无取向硅钢板织构与磁时效的关系。200℃、24h的时效实验表明,渗碳体的时效析出阻碍磁畴壁的移动,导致试样铁损升高。磁化时180°磁畴畴壁的驱动力与硅钢板织构有密切关系,〈100〉平行于外磁场方向的织构有利于减小磁时效导致的铁损增幅,降低钢板的磁时效效应。     

超薄取向硅钢组织及织构与磁性能的关系

本工作旨在探讨超薄取向硅钢组织及织构与磁性能的关系,并从加工工艺角度揭示如何减少不利于磁性能的组织和织构的产生。利用电子背散射衍射(EBSD)技术和X射线衍射(XRD)技术对两种磁性能不同的商业超薄取向硅钢带材的显微组织和织构进行对比分析,结果发现,二者组织、织构差异均比较明显。磁性能差的带材样品的组织尺寸不一,均匀性较差,η线织构(〈100〉//RD)所占比例偏低,非η线取向晶粒所占比例高且晶粒尺寸大,其取向特征主要表现为{210}〈001〉、{411}〈148〉及{111}〈110〉。这些不利组织的产生可能与轧制、退火工艺控制不当有关。因此,晶粒尺寸及η线取向晶粒所占比例的不同是造成两种带材性能差异的主要原因,在高性能取向硅钢超薄带材制备过程中,应精准控制轧制、退火制度等相关工艺,以避免非η线取向晶粒形成、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。     

热处理对FGH96合金异常晶粒长大的影响

基于FGH96合金双锥体试样压缩变形实验及短时加热实验,研究热处理工艺对异常晶粒长大的影响规律,分析异常晶粒长大初始过程的晶粒组织及γ′相。结果表明:具有相同局部应变的双锥体试样经过固溶热处理时,会出现异常晶粒组织,而亚固溶热处理不会出现异常晶粒组织。当压头速率为0.1mm/s及0.008mm/s时,经过固溶热处理的双锥体试样,均会在保温时间小于30s时,局部出现具有较大晶粒的不均匀组织,最终成为异常晶粒。采用过固溶热处理,晶界上的二次γ′相会在到达固溶温度后的60s内几乎完全溶解,其对晶界的钉扎作用消失。采用亚固溶热处理,晶界上的γ′相不会发生溶解,会阻碍晶界的迁移,不会发生晶粒异常长大。     

钨酸钠对取向硅钢绝缘涂层性能的影响

采用扫描电镜、爱波斯坦方圈、绝缘电阻测试仪、红外光谱仪和热分析仪等手段研究取向硅钢绝缘涂液中钨酸钠对制备的磷酸盐绝缘涂层微结构和性能的影响。结果表明:随着钨酸钠含量的逐渐增加,涂液与取向硅钢基底的润湿角先减小后增大;取向硅钢的层间电阻、叠装系数和磁感应强度均先增大后减小,铁损先减小后增大。当钨酸钠含量为2.0%(质量分数)时,涂液与硅钢基底的润湿性能最好,润湿角为39.3°;涂层致密、平整,绝缘涂层与硅酸镁底层之间存在0.8μm左右的过渡层,而且涂层的耐吸湿性能并不产生显著变化;取向硅钢的层间电阻、叠装系数、磁感应强度和铁损均达到最佳值,分别为14073Ω·mm~2,97.0%,1.893T和1.051W·kg~(-1)。     

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.     

α-黄铜中晶粒尺寸对锯齿屈服的影响

研究了晶粒尺寸对 Cu-32Zn 合金锯齿屈服的影响。实验表明:(1)在半经验公式ρ_m=N·ε~β及 C_v=K·ε~m 中的β及 m 随晶粒度加大而增大;(2)获得了四种不同类型的锯齿波;(3)出现锯齿波的温区按临界应变量ε_c 随温度升高而分别减小、为0及增大而分成三个区段;(4)随着晶粒度的增大,ε_c 变大;出现锯齿波的温度范围扩大;三个温区中的两个温度点移向高温区;锯齿波的波幅减小。上述结果可用ρ_m 及 C_v 和晶粒尺寸的关系及根据大量位错的集体行为和溶质原子与位错的弹性交互作用的模型来解释。     

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。     

0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究

利用X射线衍射织构分析技术和电子背散射衍射微织构分析技术,对0.20mm CGO硅钢薄板在高温退火缓慢升温过程中表层和次表层的织构演变规律进行了研究。结果表明:0.20mm CGO硅钢在高温退火过程中经历了低温回复、初次再结晶、初次再结晶晶粒长大和二次再结晶形成最终锋锐Goss织构的演变过程。Goss取向晶粒最初起源于变形回复基体中残存于{111}〈112〉形变带上少量的Goss晶粒亚结构,600℃保温2h后,Goss取向晶粒率先从变形基体中转变形核,在随后的升温过程中逐渐发生再结晶,Goss取向晶粒在此过程中并不具有尺寸优势,700℃时初次再结晶完成,基体中以γ纤维织构和{112}〈110〉织构为主;随着退火温度的升高,Goss晶粒的含量和平均晶粒尺寸逐渐增加,在900~1000℃之间,Goss取向晶粒迅速"吞噬"其他取向晶粒形成锋锐的Goss织构,1000℃时已经发生了二次再结晶。     

高品质取向硅钢成分控制的新进展及其对钢磁性能的影响

分析了高品质取向硅钢中合金元素硅和抑制剂形成元素成分控制的要求及水平,评价了常用的硫化物、氮化物抑制剂及晶界偏析元素铬、锡和铌在高品质取向硅钢中的应用现状,结合抑制剂对钢坯再加热温度及磁性能的影响,指出了高品质取向硅钢成分控制的发展方向。     

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.     

残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的影响

研究了脱碳退火样品中的残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的组织和磁性能的影响。结果表明：随着脱碳退火样品中残余碳含量的提高,初次再结晶的平均晶粒尺寸减小,表层和中心层的晶粒尺寸差增大;初次再结晶的强{111}<110>或{111}<112>织构向强{112}<110>织构转变,部分1/4层的Goss晶粒或{111}<112>晶粒转变为其他取向的晶粒;残余碳含量超过0.0200%后,高温退火样品二次再结晶不完善,磁性能较差。相变是导致上述现象的主要原因。     

二次冷轧压下率对含钒钛取向硅钢组织和织构的影响

在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧工艺流程试制含钒钛普通取向硅钢,采用不同的二次冷轧压下率进行轧制并研究了其对组织和织构的影响.结果表明:当二次冷轧压下率为60％时,组织中与轧向呈约35°夹角的Ⅰ类宽切变带最为密集,这有利于在最终二次再结晶退火中获得位向准确的高斯晶粒.一次冷轧板以α线织构为主,当压下率增大时,α线织构组分取向密度逐渐减小,逐渐转变为α+γ混合纤维织构.二次冷轧板以γ纤维织构为主,随着压下率的增大,以{111}<112>位向为代表的γ纤维织构逐渐增大,压下率增大到60％时,{111}<112>取向密度达到4.135,之后继续增大压下率,{111}<112>强度提升有限.在实验条件下,最佳的一次冷轧压下率为72％,二次冷轧压下率为60％,最终成品可发生完善的二次再结晶,成品磁性能P17达到1.049W/kg,B8达到1.950 T.     

取向硅钢表面氧化层的结构及其对渗氮的影响

采用场发射电子扫描显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)研究取向硅钢经过不同脱碳和保温时间后氧化层的演变规律及氧化层对后续渗氮的影响。结果表明:随脱碳时间的延长,氧化层逐渐变厚,期间伴随着片状SiO_2向球状SiO_2的转变,而且脱碳后增厚的氧化层更有利于渗氮的进行。氧化层的三层结构有利于渗氮的进行,其中层片状SiO_2对渗氮起主要贡献,而球状SiO_2层较厚时对渗氮有一定的抑制作用,且当氧化层全为球状SiO_2时,渗入氮含量明显减少。氧化层的结构对渗氮后在铁基体中形成的氮化物形态也有影响。     

多晶材料晶粒生长的Monte Carlo计算机模拟方法 Ⅱ 模拟异常晶粒生长

晶粒生长的显微结构的演化是一种受诸多因素影响的复杂过程。前文已简述模拟二维正常晶粒生长所采用的基本蒙特卡罗（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ）方法。异常晶粒生长的最直接原因是总体系能的改变。而导致体系能变化的因素很多。本文在重点分析由于晶界能和迁移率的各向异性引起体系能量变化的基础上,介绍模拟异常晶粒生长的基本方法,为解决如何将实际生长环境复杂性引入生长模型中及如何进一步模拟生长的问题提供重要思路。