铌对取向硅钢中析出物固溶温度的影响

选用含铌0.09%和不含铌的两种铸坯,将铸坯分别加热至不同温度,并保温30 min后进行淬火处理,利用JEM-2011透射显微镜对试样的显微组织进行观察,同时在扫描电镜下确定铸态组织中黑色物质的形貌,通过观察析出物在不同温度下的数量分布情况,分析比较取向硅钢在含Nb和不含Nb两种状态下析出物的固溶温度。结果表明:含铌取向硅钢铸坯的晶粒尺寸与不含铌铸坯的晶粒尺寸相比更加均匀细小,铌元素有阻碍晶粒长大的作用;含Nb取向硅钢中析出物的完全固溶温度在1 250～1 300℃,不含Nb的析出物完全固溶温度在1 300℃以上,说明Nb能够明显降低析出物的完全固溶温度。     

低温加热生产取向硅钢中MnS和Cu_2S的竞相析出

针对薄板坯连铸连轧流程(TSCR)生产具有低温加热(1200℃)抑制剂成分取向硅钢,研究了薄板坯连铸、均热以及热连轧过程中MnS和Cu2S的析出特征,研究结果表明,连铸过程形成的MnS在1180℃下难以完全固溶,并形成尺寸为200~600 nm的粗大MnS粒子,而在此温度下Cu2S可以完全固溶并在热连轧过程中细小弥散析出,平均粒子尺寸约为30 nm,可以作为取向硅钢的有效抑制剂。     

稀土处理的无取向硅钢夹杂物控制研究进展

 冷轧无取向硅钢磁性能受钢材化学成分、夹杂物分布、再结晶组织等因素的影响,对炼钢工艺技术具有很高的依赖性。长条状或带有棱角的夹杂物通常比球形夹杂物对矫顽力和磁滞损耗的影响更大,而对磁性能影响较大的夹杂物主要为尺寸小于0.5 μm的夹杂物。总结分析了稀土处理对无取向硅钢夹杂物的影响,包括粗化夹杂物、减少钢中微细夹杂物数量和对夹杂物的球化作用。稀土元素具有很强的脱氧能力,能够有效净化钢液。添加稀土后,钢中生成的稀土氧化物或稀土氧硫化物通常呈球状或近似球状,并且由于稀土元素具有较高的表面活性,生成的微细夹杂物在钢液中更容易聚合长大,可以达到夹杂物改性和粗化的效果。稀土硫化物和稀土氧硫化物熔点高、固溶难,在再加热过程中能够有效减少硫元素的固溶量,抑制冷却过程中细小MnS的析出。此外,AlN、MnS等容易在稀土夹杂物表面析出,由此进一步减少了细小析出物数量。稀土还有改善成品织构的作用,存在最佳的添加量。同时对国内外无取向硅钢冶炼过程中的稀土添加工艺也进行了分析,当前以钢包加入法为主,通过真空下添加稀土,添加稀土前使用Al、Si等对钢水预先脱氧并喷吹脱硫剂,加入稀土后对钢水进行充分搅拌,可以保证稀土处理效果,但在连铸过程中仍存在因稀土夹杂物导致的水口结瘤问题有待研究解决。     

Nb(C，N)作为取向硅钢中抑制剂的可行性

在铌微合金高强度钢中,主要利用铌来提高奥氏体的再结晶温度,从而实现控制轧制和控制冷却;同时,利用铌的析出进行强化来提高铌微合金钢的强度和韧性。结合取向硅钢抑制剂的特点和要求,分析了Nb(C,N)作为抑制剂的可行性。由于Nb(C,N)在钢中的固溶温度低,析出颗粒尺寸小,Nb(C,N)具备作为取向硅钢抑制剂的基本特征和优势,故其可作为取向硅钢中抑制剂。     

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。     

固溶处理对GH3128合金奥氏体晶粒长大的影响

研究了固溶温度和保温时间对GH3128合金奥氏体晶粒长大的影响。结果表明:随着固溶温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸逐渐增大;与保温时间相比,加热温度对晶粒尺寸的影响更显著;当固溶温度≥1 180℃时,随着温度的升高或保温时间的延长奥氏体晶粒长大速率明显加快,当固溶温度1 180℃时,保温时间对奥氏体晶粒的长大影响较小;通过线性回归分析建立了GH3128合金在不同固溶温度和保温时间下的晶粒长大模型。     

固溶处理对Al-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金组织性能的影响

对汽车车身板用Al-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金冷轧薄板进行了固溶处理,研究了固溶温度、时间对第二相、晶粒及成形性能的影响规律.结果表明:在500～555℃之间进行固溶处理时,固溶温度升高,基体中残留的第二相数量逐渐减少,而再结晶晶粒尺寸形态变化不大;合金板材的强度和延伸率单调增大,,IE单调减小,n,r15变化不大.1.2 mm厚的冷轧合金薄板在540℃固溶处理时,保温时间需接近30 min才可使其具有良好的成形性,继续延长保温时间至180 min其成形性能变化不大.1.2 mm厚的A1-1.5Si-1.2Mg-0.6Cu-0.3Mn铝合金冷轧薄板合适的固溶处理温度为540℃,保温时间应接近30 min.常规T4状态的6xxx系铝合金薄板直接在汽车厂冲压成形后的烤漆涂装处理并不能起到提高车身构件强度的作用.     

C、Cu、Mn对取向硅钢热塑性的影响

对模拟薄板坯连铸连轧生产的以Cu2S为主抑制剂的取向硅钢的热塑性进行测试,比较600-~1 300℃下试样的面缩率及断面形貌,分析C、Cu和Mn对取向硅钢热塑性的影响。结果表明：随C、Cu和Mn含量增加,脆性凹槽随之向低温和高塑性方向移动;C和Mn通过扩大γ相提高热塑性,Cu除扩大γ相外与S结合形成Cu2S,使得钢中形成对热塑性有害的液相及富铁硫化物变少,使晶界强度的削弱程度减少,从而使钢的塑性提高。     

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。     

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。     

提Si降Mn改善50WG470高磁感电工钢性能

采用提Si降Mn的成分设计,进行高磁感无取向电工钢50WG470性能改善试验。50WG470原成分为1.4%Si-0.3%Al-0.8%Mn,试验钢成分为1.8%Si-0.3%Al-0.2%Mn。两种成分钢采用相同的工艺制度。试验结果表明,成分调整后,50WG470磁感B_(50)提高0.003 T,铁损P_(1.5/50)降低0.15 W/kg,屈服、抗拉强度提升20 MPa左右。试验钢常化卷晶粒尺寸明显较对比钢大,从而导致其γ纤维织构相对较弱、高斯织构相对较强。无取向硅钢常化卷晶粒尺寸对成品卷晶粒尺寸的影响不大,试验钢较对比钢成品晶粒尺寸差异不明显。Si元素较Mn元素对无取向硅钢的固溶强化作用明显更大。     

904L钢高温下固溶-析出行为及析出相规律

 为了研究904L钢高温下固溶析出行为及其析出相演变规律，采用热处理试验炉，对中试试验生产的904L钢热轧板进行了不同温度、不同时间下的固溶处理；对固溶处理后的试样在900 ℃下分别进行不同时间的时效处理。结果表明，经固溶处理后904L钢晶界处的高温析出相已基本溶解固溶于基体中，组织为单一的奥氏体组织，未出现明显第二相组织，但由于固溶不充分、钼元素存在条带状偏析，且出现少量孪晶，随着固溶温度升高和固溶时间的延长，晶粒尺寸逐渐增加，1 135 ℃、600 s固溶处理后组织和性能较好；固溶处理后的试样在900 ℃高温下经不同时间时效处理后，基体中均析出σ相，随着时效时间延长，基体中σ析出相逐渐增多，尺寸也逐渐增大，并且有粗化趋势。     

含Nb低温取向硅钢热轧板织构及析出物分析

分别采用电子背散射衍射技术(EBSD)、JEM-2100型透射电镜(TEM)研究了Nb元素对取向硅钢热轧板织构和析出物的影响。结果表明:取向硅钢添加Nb元素以后,热轧板中晶粒尺寸相对细小、Goss织构({110}001)含量更高、位向更精准,而且出现了传统取向硅钢热轧板中很难形成的γ取向线织构({111}112和{111}110);透射电镜分析结果显示含Nb实验钢中析出相尺寸更细小而均匀,析出相除了MnS、AlN,还有NbCN,析出相含量增多,同时Nb的加入对细化其他析出物有积极的作用;含Nb取向硅钢中析出相的尺寸越小和体积分数越大,则析出相的抑制力也就越大,从而为形成的γ取向线织构和更高含量的Goss织构提供了有利的条件。     

节镍无磁不锈钢Cr18Ni6Mn3N的组织及性能

研究了节镍无磁不锈钢Cr18Ni6Mn3N的热轧及固溶后的力学性能和耐蚀性能,分析了其固溶和时效析出后的组织演变规律、冷变形过程中形变诱发马氏体相变及其磁性能.结果表明:该不锈钢的固溶组织为单相奥氏体,其力学性能和耐蚀性能均高于SUS304不锈钢;800℃保温4 h后,在晶界析出粒状氮化物,随着保温时间延长,逐渐沿晶界凸起片层状析出物并向晶内生长,保温20 h后,凸出的片层状析出物直径达20μm.冷轧压下率18.3%时尚未发现形变诱发马氏体组织,随着变形量增大,马氏体含量增多,磁导率上升,但与相同条件下的SUS304不锈钢相比,冷轧板固溶后相对磁导率可降至1.002,因此可用于低成本无磁不锈钢领域.     

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。     

节能型取向硅钢生产技术研究

降低取向硅钢板坯加热温度可采取如下措施：1）在钢中减少或更换AI、N形成抑制剂，添加Cu、Sn、Mo、Bi、Sb、cr等少量溶质元素，起抑制荆作用；2）前工序低温板坯加热，后工序实施氯化处理；3）开发以Mn部分代Si的新钢种。     

无取向硅钢钙处理前后夹杂物的行为研究

研究了无取向硅钢钙处理前后夹杂物的行为,重点考察了钙处理前后夹杂物的成分、类型、形貌和尺寸研究的变化情况,为实际生产中无取向硅钢的钙处理提供理论指导。试验发现:钙处理前夹杂物主要以Al2O3、Al2O3-MgO为主,且在夹杂物表面有AlN析出,钙处理后夹杂物以Al2O3-MgO-CaS-CaO系复合夹杂物为主,还含有少量的SiO2或AlN;钙处理前后,夹杂物形貌由多边形或不规则形逐渐向球形或近似球形转变,并且夹杂物尺寸不断增大;钙处理前后,含钙夹杂物的比例发生突变,由10%增大到74.5%,且随着钙处理时间的延长,含钙夹杂物比例下降,表明钙处理使夹杂物变性后易聚集长大并上浮去除。     

固溶处理对2E12铝合金显微组织和拉伸性能的影响

固溶处理对合金的组织产生影响,进而影响合金的拉伸性能。随着固溶温度的增加,保温时间的延长,合金屈服强度σ0.2增加。升高加热温度及延长保温时间将有助于溶质原子溶解,使得合金元素充分溶入基体,从而增加析出相数量,减小其尺寸,提高了时效强化效果,增强合金强度,合金塑性不断改善。     

抑制剂形成元素对取向硅钢中夹杂物析出行为及热轧组织的影响

研究了铝、氮和锰、硫摩尔比对取向硅钢中夹杂物的析出行为及热轧组织的影响。结果表明,钢中的夹杂物是少量尺寸小于5μm的、以Al2O3为核心外包Mn S与Al N的复合物;钢中析出物主要为尺寸小于0.5μm的Mn S与Al N的复合抑制剂。其中氮铝摩尔比为0.9、锰硫摩尔比为15.7的取向硅钢中析出物数量最多,铸坯中数量为5 937个/mm3,热轧板坯中数量为7 024个/mm3;平均尺寸最小,铸坯中尺寸为0.17μm,热轧板坯中尺寸0.15μm,热轧后钢中析出物数量增加,并且热轧板坯边缘和中心组织都最均匀。     

加热保温处理对重轨钢中MnS夹杂的影响

 以U75V高速重轨钢为例,研究了加热保温处理对MnS夹杂的影响。采用高温共聚焦激光显微镜分别对铸坯和钢轨中MnS夹杂在连续升温过程中的行为进行了动态原位观察,结果表明MnS夹杂在600~870℃发生球化,在1180℃左右时, MnS夹杂开始发生固溶。根据原位观察结果,在电阻炉中进行了加热保温处理实验。试验结果表明,830℃保温后,MnS夹杂尺寸只是略有减少,长宽比降低。在1180℃保温后,大型MnS夹杂数量明显减少,小尺寸MnS数量增多,且随保温时间的延长,夹杂物数量减少,长宽比进一步降低。通过加热保温处理可以改善重轨钢中长条状大型MnS夹杂。