薄板坯连铸连轧流程试制取向硅钢抑制剂的析出特点

 在实验室模拟薄板坯连铸连轧流程试制取向硅钢的基础上,通过大量的透射电镜观察和分析检测,得到了脱碳退火后钢中形成的析出物的情况,确定了钢中的主抑制剂为Cu2S,同时还存在少量的辅助抑制剂AlN以及以复合析出物形式存在的微量的MnS。研究了Cu2S主抑制剂在薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢的析出特点,分析了实验用钢中Cu2S抑制力。结果表明,Cu2S作为薄板坯连铸连轧流程生产普通取向硅钢的主抑制剂有足够的抑制能力,能够满足CGO钢二次再结晶的要求。     

高磁感取向硅钢中的抑制剂

结合高磁感取向硅钢的生产工艺和技术发展趋势,对板坯高温、中温和低温加热工艺中的抑制剂进行了论述和分析。MnS和AlN是高温加热工艺的主要抑制剂。对于中温加热工艺则主要利用AlN为主要抑制剂,Cu2S和MnS作为辅助抑制剂。低温板坯加热工艺中所采用的抑制剂主要为AlN,其工艺手段就是在发生二次再结晶之前进行渗氮处理。Nb(C,N)有可能成为低温板坯加热工艺一种新型抑制剂。     

热轧冷却工艺对含铜Hi-B钢抑制剂的影响

模拟CSP工艺试制的含铜Hi-B取向硅钢（/%:0.06C,3.38Si,0.14Mn,0.013P,0.003S,0.37Cu,0.019Als,0.0087N）由实验室15 kg真空感应炉熔炼铸成60mm×120mm板坯经5道次热轧成3.95 mm板,终轧温度870℃。研究了（轧后870℃水冷）直接水淬和（870℃水冷至580℃空冷）阶梯冷却工艺对热轧板表层和心部抑制剂析出的影响。结果表明,热轧板中析出的主要抑制剂为Cu₂S球形颗粒,和析出一些MnS等;在热轧板表层析出的抑制剂比中心层少,但平均尺寸比中心层大;阶梯冷却钢中的析出抑制剂尺寸大于直接水淬钢中的析出抑制剂尺寸。     

薄板坯连铸连轧取向硅钢流程中Cu_2S抑制剂的析出行为

研究了Cu2S抑制剂在薄板坯连铸连轧流程生产取向硅钢全流程中的析出特点。结果表明:典型成分取向硅钢主抑制剂Cu2S在全工序进程中析出粒子呈不断长大的趋势,粒子分布密度与体积分数在高温退火前也不断增加,高温退火净化后,剩余粒子变大,分布密度大大降低,对应体积分数也降低。     

取向硅钢热力学平衡析出相的计算和分析

为了提高取向硅钢磁性能的稳定性,采用Thermo-Calc软件系统分析了取向硅钢基本合金元素C、Si、Mn、S、Al、N对γ相的转变温度、最大含量、最大含量对应温度,AlN和MnS固溶析出转变温度以及最大析出量的影响。计算结果表明：C含量增加,γ相的转变温度升高、最大含量增加、最大含量对应的温度也升高;Si含量增加,γ相的转变温度降低、最大含量减少、最大含量对应的温度降低;MnS相最大析出量主要受S含量的影响;AlN相最大析出量随N含量增加而大幅增加。     

低温高磁感取向硅钢连铸与均热过程AlN与MnS析出的热力学

针对薄板坯连铸连轧流程结合"获得抑制剂法"所制备的低温高磁感取向硅钢,通过热力学计算研究了AlN与MnS在连铸与均热过程中的析出规律与行为。计算结果表明,连铸过程中AlN在凝固后的高温α相中便可能析出,而MnS仅可能在凝固后的α+γ两相区内析出。钢中AlN与MnS在均热过程中均处于部分固溶与部分析出的状态。后续高温渗氮处理后初次晶粒的异常长大并不明显,表明渗氮处理前钢中固有抑制剂的数量相对充足。     

取向硅钢第二相的研究进展

总结了MnS、AlN和Cu2S等第二相的研究现状,介绍了取向硅钢中第二相的种类及其选用条件,阐述了第二相粒子发挥抑制作用的机制和Ostwald粗化对第二相粒子的影响,概述了不同第二相对取向硅钢磁感和铁损的影响,提出了短流程工艺与低固溶温度第二相的结合将是生产高端产品的首选。     

IF钢搪瓷板析出相的研究

2001年武钢开始生产冷轧IF钢搪瓷板，为了解IF钢瓷板成分设计的合理性和优化生产工艺，在透射电镜上观察了钢中析出相的形态，用能谱仪分析了析出相的成分，并对析出相的平衡进行了计算。研究结果表明：IF钢搪瓷板中的析出相主要为TiS、Ti4C2S2、TiN以及细小的FeTiP相；钢的碳含量增加和低的热轧加热温度有助于Ti4C2S2相的析出；钢中富余的固溶Ti将在退火温度下形成FeTiP相，粗大的TiS、Ti4C2S2析出相，既使钢板具有良好的涂搪性能，又对钢的深冲性能无有害影响，因此，IF钢搪瓷板具有很好的涂搪性能和深冲性能。     

硼对薄板坯连铸连轧低碳深冲钢板织构的影响

以薄板坯连铸连轧(CSP)工艺下生产的含B和无B低碳热轧、罩式退火板为实验材料,研究了B对低碳深冲钢板织构的影响.利用电解化学相分析、内耗和拉曼实验等方法和结果,从化学成分、析出物两个方面对热轧、退火板中织构的形成与发展进行了系统分析.结果表明:无B热轧板的AlN含量比含B热轧板中的高,后者的织构优于前者;退火板中含B钢和无B钢中AlN含量几乎相等,然而无B退火板织构优于含B退火板的.AlN不是影响织构发展的唯一决定因素,B、BN也会影响织构的发展.     

A105连铸坯表面横裂纹形成原因分析

应用配有能谱仪的场发射扫描电镜分析了A105钢中裂纹处及基体内残余元素Cu、As和Sn以及P含量.应用Thermo-Calc热力学计算软件计算了A105钢的主要析出相以及钢液中P含量随固相质量分数变化关系.应用Gleeble 1500热模拟试验机对A105钢的高温热塑性进行了研究.发现P偏析是该钢产生横裂的主要原因,残余元素Cu、As和Sn在晶界的偏聚加剧了裂纹的形成,矫直温度偏低加速了裂纹的扩展,而裂纹的形成可能与AlN的析出无关,因为析出的AlN很少.      

Cu在高磁感取向硅钢中的作用

本文采用透射电镜手段研究了Ｃｕ在高磁感取向硅钢Ｈｉ－Ｂ中的作用。结果发现，加Ｃｕ Ｈｉ－Ｂ钢在热轧过程中形成大量（Ｃｕ，Ｍｎ）１．８Ｓ和（Ｍｎ，Ｃｕ）Ｓ质点，前者较后者更加细小。随着硫化物质点尺寸的减小，质点中Ｃｕ相对于Ｍｎ的比例不断提高。由此证明，加Ｃｕ起到了提高硫化物析出量，减小硫化物质点尺寸的作用。同时发现，热轧时形成的硫化物质点经１１２０℃高温常化后发生了明显粗化。另外，在常化及脱碳板中，     

Ti-IF钢第二相粒子在热轧过程中析出行为的热模拟研究

对Ti-IF钢进行再加热、热轧及卷取等过程的热模拟试验，用透电镜对样品中析出物的形貌进行了观察，系统研究了各析出物在热轧过程中变化的全过程。结果表明，TiN粒子在热轧和卷取过程中变化不大、比较稳定；TiS和Ti4C2S2粒子在热轧过程中断续析出、长大，并发生TiS与Ti4C2S2的转变；TiC粒子主要在热轧在卷取过程中析出、长大。     

取向硅钢中含铜抑制剂的固溶析出行为

含铜抑制剂作为取向硅钢的主抑制剂或辅助抑制剂不仅可以抑制初次晶粒的长大,促进二次再结晶,还可以降低铸坯的加热温度。取向硅钢中主要抑制剂为10～50 nm Cu₂S,在钢的铸坯、热轧、冷轧、脱碳等工艺过程均可析出;(Cu,Mn)_1.8S、Cu_1.8S、ε-Cu等主要作为辅助抑制剂,尺寸一般为30～50 nm(或大于50 nm),主要在热轧阶段析出。总结了国内外有关取向硅钢中含铜抑制剂析出行为的研究进展,当前主要研究不同生产流程和工序中含铜抑制剂的析出行为和作用机理。     

热轧加热温度对3.0 %Si无取向硅钢组织及析出物的影响

研究了热轧加热温度对Si的质量分数3.0 %的无取向硅钢的热轧和常化组织及析出物的影响规律。结果表明：热轧组织沿厚度方向存在组织梯度、析出物呈球状和不规则形状分布在晶内;随着热轧加热温度的提高,中间层纤维状变形带宽度变窄;加热温度为1 150 ℃时,小于100 nm的AlN析出粒子数量增加。热轧板经900 ℃常化后,为完全再结晶铁素体组织,组织均匀性提高、析出物聚集和粗化;提高热轧板加热温度,常化组织的平均晶粒尺寸降低,大于100 nm的析出物和20~100 nm的 AlN、AlN+Ti复合析出相数目逐渐增多。     

纳米AlN颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究

用粉末冶金法制备了AlN增强的Cu/AlN复合材料,研究了AlN含量对复合材料性能的影响和Cu/AlN复合材料的软化温度特性。结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的纳米AlN颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作用。随着复合材料中AlN颗粒质量分数的增加,材料的密度和导电性呈下降趋势,而硬度出现极大值。复合材料的软化温度达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性。     

TSCR工艺生产SPHC板过程硼微合金化对AlN、MnS析出的影响

 结合TSCR工艺生产SPHC钢热轧板过程,对微量B影响AlN、MnS的析出行为进行了试验研究与热力学分析,理论分析与热轧板在线取样的相分析结果能很好地吻合。结果表明高温时B优先于Al与N结合生成粗大的BN粒子(约900 nm),有效降低了热轧过程细小而弥散的AlN析出量,同时BN依附MnS析出而粗化MnS粒子,减弱了细小弥散析出粒子对奥氏体晶界钉扎以及相变后铁素体晶粒长大的抑制作用。     

Effect of Hot Rolling on Grain Refining Performance of Al–5Ti–1B Master Alloy on Hot Tearing on Al–7Si–3Cu Alloy

It has been known experimentally that TiAl₃ acts as a powerful nucleant for the solidification of aluminum from the melt; however, a full microscopic understanding is still lacking. To improve microscopic understanding, hot rolling technique has been performed to the Al–5Ti–1B alloy and the effect of shape and size of the particles on grain refinement has been studied. The effect of hot rolling of Al–5Ti–1B master alloy on its grain refining performance and hot tearing have been studied by OM, XRD, and SEM. Hot rolling improves the grain refining performance of this master alloy, which is required to reduce hot tearing in Al–7Si–3Cu alloy. The improvement in grain refining performance of Al–5Ti–1B master alloy on rolling is due to the fracture of larger TiAl₃ particles into fine particles during rolling. The presented results illustrate that the morphology of TiAl₃ particles alter from the plate-like structure in the as-cast condition Al–5Ti–1B master alloy to the blocky type after rolling due to the fragmentation of plate-like structures. The grain refining response and effect on hot tearing of Al–7Si–3Cu alloy have been studied with as-cast and rolled Al–5Ti–1B master alloys. The results display hot-rolled master alloys revealing enhanced grain refining performance and minimizing hot tear tendency of the alloy at much lower addition level as compared to as-cast master alloys.     

微碳钢热轧温度参数的实验室研究

针对微碳钢的特点,在实验室进行了模拟实验,在“三高一低”的原则下,研究了微碳钢加热温度对AlN溶解的影响,终轧温度及冷却速度对热轧晶粒度的影响,卷取温度对AlN和渗碳体析出的影响。提出了生产微碳钢的热轧温度参数,为大生产制定工艺制度提供了理论依据。     

Ce-La合金化处理对取向硅钢夹杂物特征的影响

 为了研究稀土处理对取向硅钢中夹杂物特征的影响,借助FE-SEM/EDS和图像分析软件分析了稀土处理前后热轧取向硅钢夹杂物的成分、形貌、尺寸和数量并解明了影响机理。研究结果表明,未添加稀土的试验钢中,典型的夹杂物为形貌不规则的MnS-AlN复合夹杂物以及片状或条状的AlN夹杂物;添加稀土后,夹杂物则以球状或椭球状的CeS-LaS、CeS-LaS-AlN、Ce₂O₂S-La₂O₂S复合夹杂物和AlN夹杂物为主。稀土处理有效改善了夹杂物形貌,特别是大尺寸氮硫化物的形貌特征,未检测到MnS类夹杂物。尽管加入较多的稀土后夹杂物数量增加,大于5 μm夹杂物的平均尺寸增大量明显(增大0.89 μm),但整体夹杂物的平均尺寸仅增大了0.40 μm。由于稀土的脱硫作用,且稀土硫化物与AlN晶格常数差异大,钢中氮硫化物的数量密度和面积分数降低。稀土降低了AlN在钢中的平衡溶度积,使AlN夹杂物提前析出,导致AlN夹杂物数量增多,且先析出的AlN出现一定程度的长大。稀土对MnS在凝固前沿的析出有抑制作用,有利于热轧和常化过程析出更多用作抑制剂的MnS和AlN。在充分脱氧的取向硅钢中适当降低钢中酸溶铝含量,调整稀土在钢中的用量,在不增加钢中大尺寸夹杂物含量的前提下,发挥MnS、AlN抑制剂作用和Ce-La合金化作用。此外,通过稀土处理控制钢中夹杂物形貌特征,将有望达到改善钢的热轧组织和轧制加工性能的目的。