Cr对含Nb高强无取向硅钢组织、织构及性能的影响

 高强无取向硅钢主要应用于高速电机,要求其具备高强度和优异磁性能,但目前无取向硅钢的磁性能和强度难以兼顾。因此,设计并制备了添加微量Cr的含Nb高强无取向硅钢,通过光学显微镜、EBSD、万能拉伸试验机、四探针测试仪和磁性能测量仪等研究了Cr对含Nb高强无取向硅钢微观组织、织构、力学性能及磁性能的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Cr抑制了热轧组织的回复,使常化和退火组织再结晶减弱,常化和退火后有利织构面积分数增加,不利织构面积分数减小。添加质量分数为0.5%的Cr使含Nb无取向硅钢的屈服强度显著增大,磁感略升高,但对铁损几乎没有影响。Cr对屈服强度的影响一方面是由于Cr的固溶强化作用,另一方面Cr促进了Nb的析出而使Nb的析出强化效果增强;而Cr提高含Nb高强无取向硅钢的磁感主要是由于促进有利织构形成的同时抑制了不利织构的形成,使得织构因子增大;添加Cr使无取向硅钢的电阻率增加从而使铁损降低,同时Cr促进了Nb的析出,而这种富Nb析出相不仅抑制晶粒长大且会阻碍磁畴移动而使铁损增高,在两方面因素的综合作用下,添加质量分数为0.5%的Cr对含Nb高强无取向硅钢的铁损几乎没有影响。因此,含Nb高强无取向硅钢中添加微量Cr,会由于Cr的固溶作用以及其促进Nb的析出而提高钢的强度并提高钢的综合磁性能。     

中温含铜取向硅钢的形变和再结晶织构特征

通过对比中温含铜取向硅钢与普通取向硅钢和高磁感取向硅钢的组织和织构特征,分析中温含铜取向硅钢独特的织构演变规律及其对二次再结晶行为的影响.结果表明,为了获得有利于高斯晶粒长大的强γ取向线织构,中温含铜钢需经过回复退火处理和高温退火阶段慢速升温.回复过程中γ取向线晶粒储能降低,同时慢速升温有利于γ取向线晶粒的形核和再结晶.中温含铜钢的二次再结晶开始温度超过1000℃,由于初次再结晶晶粒组织以γ织构为主且非γ取向线晶粒较少,导致最终二次晶粒尺寸超大且晶界圆滑,二次再结晶机理以择优长大为主导,超大的二次晶粒尺寸导致最终成品的铁损升高,但通过激光刻痕处理后,整体铁损的降低效果比二次晶粒较小的高磁感取向硅钢更加显著.      

双辊薄带连铸3.2％Si无取向硅钢析出相研究

利用光学显微镜、TEM和EPMA对双辊薄带连铸3.2%Si高强无取向硅钢组织和析出相形态进行了研究。结果表明,双辊薄带连铸无取向硅钢中主要存在的析出相粒子为AlN和AlN与MnS的复合相,复合析出相数量最多,其次是AlN,独立析出的MnS数量极少;析出相粒子尺寸相差很大。800℃退火时,350 nm大小的AlN和MnS复合相粒子会对晶界产生钉扎作用,阻碍晶界的移动; 900～1 000℃退火时,400～500 nm大小的AlN和MnS复合相粒子对晶界的钉扎作用明显减弱。随着退火温度的升高,无取向硅钢中的析出相粒子尺寸明显增大,有利于产品的磁性能。     

新型无取向硅钢板的超低铁损

最近 ,提出了电机尺寸缩小的问题 ,同时对用于磁铁芯的新材料也提出要求。电机内磁通密度的增加是实现电机尺寸缩小最有效的方法。此外 ,还需要降低铁损。尽管无取向硅钢板已广泛用作电机的磁芯材料 ,但是钢板内磁通密度小磁损大阻止了电机进一步缩小。因此 ,用于较高磁通密度和低铁损的新型无取向硅钢板的开发将促进电机尺寸的缩小。无取向硅钢板内 ( 1 0 0 )织构的形成、厚度的减小以及晶粒尺寸的增大都是有助于开发上述新型无取向硅钢板的方法 ,因为( 1 0 0 )织构的改善增强了磁通密度 ,而厚度的减小和晶粒的增大则降低了铁损。尽管随着…     

大压下率冷轧无取向硅钢织构演变及性能

组织和织构是影响无取向硅钢性能的重要因素。为改善产品性能,研究了冷轧压下率(71.7%~87.0%)对高牌号无取向硅钢组织、织构、磁性能和力学性能的影响。结果表明,随冷轧压下率的增加,退火晶粒平均尺寸先减小后增大;高斯和立方织构强度减弱,γ纤维织构增强,α纤维织构转变为较强的α*({ h, 1, 1}〈1/h, 1, 2〉)织构,并随冷轧压下率的增加而增强,同时其峰值逐渐向{111}面移动;工频铁损P1.5/50、高频铁损P1.0/400和磁极化强度J5000同时降低,屈服强度变化不大,表面硬度逐渐增加。当冷轧压下率由84.7%增至87.0%、厚度减至0.30 mm时,高频铁损降幅是工频铁损的11倍,表面硬度增幅变大。以上研究成果对硅钢减薄后织构及组织的优化提供了很好的指导。     

高效电机用无取向电工钢35W300的研制

为了解决传统无取向电工钢在降低铁损的同时磁感下降的问题,在普通冷轧高牌号无取向硅钢W10的基础上,通过提高钢质纯净度并适当降低Si和Al的总量,添加少量辅助元素X,用正交法优化常化和成品退火工艺,进行中试试验和大生产试制,研制出0.35 mm高效电机用无取向电工钢35W300。分析了产品的磁性、组织、表面织构和析出相,发现添加辅助元素X、提高常化温度和成品退火温度可改善产品磁性能。35W300钢的磁性典型值铁损P1.5/50为2.41 W/kg,磁感B5000为1.73 T,该产品实现了低铁损和高磁感,可满足高效电机的要求。     

退火张力对Fe-3.0%Si无取向硅钢磁各向异性的影响

 为了探索退火过程中张力对高牌号无取向硅钢磁各向异性的影响,利用MULTIPAS模拟Fe-3.0%Si无取向硅钢连续退火过程中单位张力变化对硅钢磁性能及磁各向异性影响规律。结果表明,单位张力从2提高到6 MPa,铁损P_1.5/50和磁感应强度B₅₀各向异性分别由10.50%、1.72%增大到11.11%、1.84%;单位张力为4 MPa时硅钢铁损最低为2.17 W/kg;单位张力为3.16 MPa时硅钢可以获得较好的磁性能及铁损各向异性;连续退火过程中最佳单位张力应控制在3~4 MPa。     

常化工艺对Si的质量分数为1.6%的无取向电工钢磁性能的影响

研究了常化温度、常化时间及常化后冷却速度对Si的质量分数为1.6%的无取向电工钢成品磁性能的影响。结果表明:在850~1 050℃范围内,随着常化温度的升高,成品铁损先减小后增大,成品磁感应强度先增大后减小;当常化温度为1 000℃时,成品平均铁损最低,平均磁感应强度最高;常化时间从3min延长到7min时,成品铁损先减小后增大,成品磁感应强度则呈单调下降趋势;随着常化冷却速度的降低,成品铁损先减小后增大,成品磁感应强度则呈单调增大趋势;对于Si的质量分数为1.6%的无取向电工钢,最佳的常化制度为:在1 000℃进行常化,时间5min,常化后空冷。对热轧板进行常化后,热轧板发生了不同程度的再结晶和晶粒长大。提高常化温度、延长常化时间、降低冷却速度,都能使常化板晶粒粗化,进而粗化成品板晶粒,改善磁性能。通过扫描电镜观察发现,成品板中析出物主要为AlN和MnS的复合析出物,以及少量的单独析出的AlN和MnS,而常化工艺主要是通过粗化析出相,减少细小析出相数量,从而减少对晶界钉扎作用来改善成品磁性能。     

通过添加稀土元素促进硅钢正常晶粒长大

一、绪言在无取向硅钢的铁损中,磁滞损失占65—75%。因为晶粒直径越大磁滞损失越小,所以在生产高级产品时,努力使晶粒直径长大。无取向性硅钢板生产是将普通热轧板经冷轧后进行短时间退火。在退火时作为阻止正常晶粒长大主要是细小分散的析出物。本报道就是报道研究添加稀土类元素来防止发生细小弥散的析出物的效果。     

退火温度对35ZW300无取向电工钢组织和性能的影响

以35ZW300无取向电工钢为研究对象,研究退火温度对一次冷轧法生产的w(Si)不超过3.50%的薄规格无取向电工钢晶粒大小、磁性能的影响。实验结果表明:在不同退火温度下,随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁损先降低后略有提高;退火温度为940℃时铁损最佳。     

Al含量对2.2%Si无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响

通过实验室25 kg真空感应炉冶炼和锻轧研究了0.26%～0.95%Al含量对0.5 mm 2.2%Si无取向硅钢冷轧板组织、织构和磁性能的影响。试验结果表明,0.26%～0.81%Al含量时,随钢中Al含量的增加,成品退火钢板的晶粒尺寸增加同时铁损减少;当Al含量大于0.81%时,随Al含量增加,钢板的晶粒尺寸减小,同时铁损增加。Al含量对硅钢板磁感的影响没有明显的规律。2.2%Si无取向硅钢的合适Al含量为0.48%～0.81%。     

渗硅+退火对取向硅钢组织及磁性能的影响

研究了3 %取向硅钢经过固体渗硅+扩散退火后组织、物相、成分的变化情况以及其对磁性能的影响。结果表明：在950 ℃下渗硅6 min可以在取向硅钢上制备出组织良好的化合物层,表面物相为Fe3Si和FeSi;经1 050 ℃退火1 h后,得到组织性能良好的退火样品,当退火时间为2 h,得到硅的质量分数接近6.5 %（6.43 %）的均匀化样品,表面物相变为单一的α-Fe相;经过渗硅+退火后,样品的高频铁损显著降低（50 %~86 %）,其中退火1 h样品铁损降低率更高。经渗硅+退火后,磁感应强度降低。     

取向硅钢隔离剂中碱金属添加剂提高磁特性的有效作用

单取向电工钢板作为软磁材料其磁特性包括激磁特性和铁损特性必须良好。取向硅钢生产是通过在最终退火中使之产生具有(100)[110]方位的高斯织构来获得轧向激磁特性和铁损特性优良的成品。它是利用析出相例如氮化物、硫化物弥散分布基体中抑制正常晶粒长大让高斯晶核反常长大而获得的,因此在高温退火中保护好已经形成的析出相和防止高斯晶核过分长大是很要重的。     

钒对取向电工钢磁性能的影响

在取向电工钢中添加不同含量的合金元素钒,并通过铁损P_(17)和磁感B_8的测试与分析,研究了钒对取向电工钢磁性能的影响,发现:随钒含量从0增大至0.022%,取向电工钢的平均晶粒尺寸和铁损P_(17)先减小后增大、织构等级和磁感B_8先增大后减小、磁性能先提高后下降。钒含量超过0.020%将恶化取向电工钢的磁性能。取向电工钢中钒含量优选为0.008%,较未添加钒相比铁损平均晶粒尺寸减小14.29%、织构等级增大267.15%、P_(17)减小15.32%、磁感B_8增大13.09%。     

退火对TSCR生产低碳低硅无取向硅钢的影响

研究TSCR流程生产的低碳低硅无取向硅钢在850～1 000℃退火对0.5 mm成品的组织、析出物、织构和磁性能的影响;同时对950℃×5 min与950℃×7 min退火效果进行了对比。结果表明,适当提高退火温度和延长退火时间,有利于晶粒尺寸增大和均匀;相应的铁损降低,磁感应强度提高。析出物主要为较粗大的AlN和MnS复合析出物,未发现小于0.1μm细小弥散的AlN和MnS。退火板表面处存在较强不利于磁性的γ纤维织构,而中心处γ纤维织构明显减弱。在中心处有利于磁性的{001}010立方织构增强,{110}001高斯织构基本维持不变。     

薄带连铸流程制备0.1 mm无取向硅钢极薄带的研究

以Fe-3.2%Si-0.7%Al无取向硅钢为研究对象,采用薄带连铸流程制备出0.1mm极薄规格无取向硅钢,并系统地研究了全流程组织、织构的演变和一次冷轧法、二次冷轧法对组织、织构及磁性能的影响规律。结果表明:铸带组织为典型的柱状晶组织,经一次冷轧退火后得到的组织为等轴铁素体晶粒,对应的织构主要以α*织构和γ织构为主;最终成品板磁感B50为1.681T,远高于日本ST-100的磁感1.65T,铁损值也较高,可能与实验室条件下钢的纯净度较低有关。因此,薄带连铸流程制备出无取向硅钢可显著提高磁感。与一次冷轧法相比,二次冷轧法制备的无取向硅钢极薄带的晶粒尺寸较大且分布均匀,不利的γ织构显著减弱;最终成品板铁损显著降低,磁感B50由1.681T进一步升高至1.734T。     

常化处理对1.1 %Si无取向硅钢组织和性能的影响

针对Si的质量分数为 1.1 % 无取向硅钢试验材料,通过980 ℃×140 s常化和未常化处理,采用XRD、EBSD和磁性能测量技术对比分析了常化和未常化对 1.1 %Si 无取向硅钢常化、退火态组织、织构与成品磁性能的影响。结果表明：980 ℃×140 s常化处理使热轧组织增大约23 μm,最终成品晶粒尺寸增大约12 μm,均匀性提高;常化后的组织的{100}织构增强约 3.0 % ,{111}取向织构减弱约 2.6 % ,成品{100}织构增强约 0.43 % ,{111}取向织构减弱约 6.5 % ;硅钢磁感 B50 值提高 0.021 T ,铁损 P1.5/50 值降低 0.34  W/kg。     

退火温度对3.0%Si冷轧无取向硅钢组织及性能的影响

为探索退火温度对薄规格3.0%Si无取向硅钢组织及电磁性能的影响,借助多气氛连续式退火炉模拟不同退火温度对冷轧0.25mm厚度3.0%Si无取向硅钢电磁性能、组织以及织构的影响。结果表明：退火温度从850℃提高到975℃,铁损P_1.5/50与P_1.0/400均逐渐降低;退火温度超过950℃时,铁损P1.5/50基本稳定在1.47W/kg左右,退火温度超过975℃时,铁损P_1.0/400逐渐增加;随着退火温度的增加,{111}〈121〉、{111}〈110〉等难磁化织构强度增加速度高于{001}面织构,磁感B50降低。综合退火温度对磁感和铁损的影响,温度为975℃时可以获得较好的电磁性能,临界晶粒尺寸为125μm,工业化生产中最佳退火温度在950～975℃之间。     

常化处理对1.1%Si无取向硅钢组织和性能的影响

针对Si的质量分数为1.1%无取向硅钢试验材料,通过980℃×140s常化和未常化处理,采用XRD、EBSD和磁性能测量技术对比分析了常化和未常化对1.1%Si无取向硅钢常化、退火态组织、织构与成品磁性能的影响。结果表明:980℃×140s常化处理使热轧组织增大约23μm,最终成品晶粒尺寸增大约12μm,均匀性提高;常化后的组织的{100}织构增强约3.0%,{111}取向织构减弱约2.6%,成品{100}织构增强约0.43%,{111}取向织构减弱约6.5%;硅钢磁感B50值提高0.021T,铁损P_(1.5/50)值降低0.34W/kg。     

卷取温度对0.5％Si无取向硅钢组织和磁性能的影响

基于工业生产,研究了卷取温度对0.5 %Si无取向硅钢组织和磁性能的影响。结果表明,卷取温度由600 ℃提升至700 ℃,热轧组织均匀且晶粒尺寸变大;冷轧退火后成品晶粒尺寸也随之变大,退火成品有利织构组分增加,不利织构组分减少,退火成品铁损降低,磁感升高。当卷取温度为700 ℃时,成品磁性能更优,铁损P1.5/50为5.329 W/kg,磁感B50为1.762 T。