脉冲磁场热处理对CGO取向硅钢脱碳退火过程中组织和织构的影响

采用自主研发的脉冲磁场退火装置,在取向硅钢脱碳退火过程中分别施加不同强度的磁场,并采用光学显微镜和X射线衍射仪研究了脉冲磁场脱碳退火后试样的显微组织和宏观织构。结果表明,脱碳退火过程中施加脉冲磁场后取向硅钢的平均晶粒尺寸均增加,当磁场强度为40 mT时,平均晶粒尺寸最大,为13.06μm。此外,取向硅钢试样的立方织构{001}<100>强度减弱,高斯织构{110}<001>和{111}<112>织构增强,有利于获得更好的成品织构和磁性能。     

脉冲磁场对Hi-B钢初次再结晶织构的影响

采用原位连续检测的方法研究了脉冲磁场对高磁感取向硅钢(Hi-B钢)初次再结晶晶粒尺寸和织构的影响。结果表明,冷轧Hi-B钢760℃退火过程中,施加1.5 T脉冲磁场在一定程度上促进了晶粒再结晶长大过程,再结晶平均晶粒尺寸增长速率大于普通退火试样;脉冲磁场的施加不改变主要织构类型,退火后主要织构依然为γ织构;脉冲磁场使织构强度降低,且抑制γ织构的发展,促进Goss织构和{001}110织构的发展。     

磁场预退火处理对CGO钢组织与织构的影响

对含3.12%Si的CGO取向硅钢进行不同的脉冲磁场预退火处理,并通过光学显微镜和XRD技术分析取向硅钢的组织及织构的变化。结果表明:在施加脉冲磁场对取向硅钢进行预退火处理后,试样的平均晶粒尺寸都得到了不同程度的细化,组织分布均匀;通过对ODF图与取向线的分析可知,脉冲磁场对有利织构{111}<112>的促进作用明显,尤其在退火温度为760~800 ℃时,施加脉冲磁场的磁场强度为20 mT,加磁时间为1 min时的效果最好。     

磁场预退火对取向硅钢二次再结晶组织及织构的影响

对二次冷轧后高温退火前3.2%Si取向硅钢在实验室自主设计研发的脉冲磁场预退火管式炉内进行不同温度的预退火处理,通过光学显微镜与XRD对其组织织构进行分析,利用硅钢片磁性能测试系统对高温退火后的试样进行磁性能分析。结果表明,经脉冲磁场预退火处理后,整体上取向硅钢平均晶粒尺寸随预退火温度升高略微减小,晶粒尺寸主要集中在10~25 μm范围内;通过ODF图及{200}极图分析可知,经脉冲磁场预退火后,最强织构随预退火温度的升高从{112}<110>织构变化到{223}<110>织构和{111}<110>织构;随着预退火温度的升高,高温退火后试样的磁性能反而降低。     

高磁感取向硅钢的脱碳退火工艺

采用自主研发的热处理试验装置,完成高磁感取向硅钢27QG090实验室脱碳退火过程,利用蔡司显微镜和X射线衍射仪分析脱碳退火后试样的显微组织和宏观织构。结果表明,高磁感取向硅钢27QG090经实验室脱碳退火后的显微组织类型为铁素体,平均晶粒尺寸为30～40μm。宏观织构主要类型为α织构和α^*织构({114}〈481〉、{113}〈361〉等织构),还有微弱的高斯织构{110}〈001〉。经实验室研究选定的最优工艺为850℃脱碳退火7 min。采用该工艺在工业生产线脱碳退火后的宏观织构与实验室脱碳退火后主要织构类型相同。脱碳退火后平均晶粒尺寸为30μm左右时,铁损最低,为0.80 W/kg,磁感应强度可达到1.93 T。     

CGO硅钢各阶段织构遗传继承性的EBSD分析

利用EBSD技术对CGO硅钢热轧、中间退火、脱碳退火及二次再结晶退火组织及织构进行分析,研究了CGO硅钢各阶段加工制备过程中高斯{110}001晶粒的形状、尺寸及分布特点,分析了高斯取向晶粒在各工序过程中的遗传继承性特点。结果表明,CGO硅钢热轧板的次表层存在Goss取向晶粒,历经一次冷轧及中间退火后Goss取向晶粒基本消失,一次再结晶之后Goss织构仍不是主要织构,主要织构为{111}110和{111}112,说明Goss取向晶粒在二次再结晶退火前数量及尺寸上并不占优势,二次再结晶过程中Goss取向晶粒异常长大形成锋锐Goss织构。{111}110和{111}112织构组分的强度在一次冷轧中不断增加,{111}112织构组分的强度在二次冷轧后达到最大而{111}110织构组分是在初次再结晶后变强。     

含铜低温取向硅钢轧制过程中的组织及织构演变

采用Zeiss光学显微镜及X射线衍射仪对含铜低温取向硅钢生产过程中热轧、一次冷轧、脱碳退火和二次冷轧阶段的显微组织与织构的演变规律进行了研究。结果表明:热轧试样的组织与织构在厚度方向上呈现明显的梯度变化,试样的表层和过渡层发生再结晶,过渡层存在较强的Goss织构,中心层存在以{001}<110>为主的强α织构。一次冷轧后试样组织被轧制成沿轧向分布的纤维状组织,织构以强α和弱γ织构为主。脱碳退火后试样发生再结晶,晶粒平均尺寸为15.69 μm,总体织构强度有所减弱,但Goss织构强度升高。二次冷轧后组织由等轴晶粒变为纺锤状组织,织构以弱α和强γ织构为主,其中{111}<112>强度最高。     

Nb对低温取向硅钢高斯织构演变的影响

采用电子背散射衍射仪(EBSD)分析了Nb对取向硅钢热轧板、中间退火板、脱碳退火板及高温退火板的厚度方向晶粒尺寸、织构类型及体积分数的影响。结果表明,取向硅钢中添加Nb元素,得到纳米级NbCN与MnS与Cu_2S复合析出相,热轧板、中间退火与脱碳退火板晶粒细化。含Nb取向硅钢热轧板表层与次表层含有较高体积分数的{110}001Goss织构,热轧板中心层与脱碳退火板含有较高含量的γ纤维织构{111}112和{111}110。含Nb取向硅钢高温退火后Goss织构体积分数达到74.6%,而不含Nb取向硅钢Goss织构体积分数只有39.7%。     

湿H2气氛下CGO硅钢初次再结晶织构演变行为

通过对湿H2气氛下,相同退火温度、不同退火时间的CGO硅钢初次再结晶样品进行金相组织观察,并进行了EBSD微观织构分析,研究了CGO硅钢初次再结晶过程中的组织及再结晶织构演变行为。结果表明,在湿H2气氛下,820℃保温,CGO硅钢初次再结晶过程约在120 s时完成。随着退火时间的延长,γ面上{111}<112>织构含量逐渐减少,{111}<110>织构先减少后增多,随着再结晶的完成,部分{111}<112>取向晶粒向高斯{110}<001>取向转化的同时,也向{111}<110>取向转化,高斯{110}<001>织构含量逐渐增多。高斯取向晶粒较多是由{111}<112>取向晶粒转化而来,同时也证明了CGO硅钢高斯取向晶粒的二次再结晶异常长大生长机制为择优形核。     

初次再结晶退火温度对低温Hi-B钢组织和织构的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪和EBSD研究了初次再结晶退火温度对低温Hi-B钢组织、织构和晶界特征的影响。结果表明,初次再结晶退火温度直接影响低温Hi-B钢的初次再结晶的组织均匀性和晶粒平均尺寸,随着退火温度的提高,初次再结晶组织的晶粒平均尺寸从15.2μm增加到26.7μm, 820℃退火的初次再结晶组织均匀性最好。初次再结晶主要织构类型为γ织构、α织构、{001}<120>织构和{114}<481>织构,退火温度880℃时,{001}<120>织构强度明显增加。随着退火温度的提高,Goss晶粒数量减少,{114}<481>组分的面积分数先减少后增加,而{111}<112>组分的面积分数在退火温度升高到840℃后开始减少。退火温度为800℃时,{110}<001>取向晶粒与相邻晶粒的取向差为20°～45°的比例最高,为89.2%。不同退火温度下,{110}<001>取向晶粒周围的CSL晶界分布情况变化很大。     

新能源汽车用含稀土无取向硅钢生产过程中组织、织构演变

采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对含稀土无取向硅钢整个生产流程中的显微组织及织构演变进行研究。结果表明,热轧板在厚度方向上有显著的分层,即表层的再结晶层、过渡层、中间层的变形组织层,其织构主要包含铜型、黄铜型织构;正火后晶粒发生了完全再结晶,织构类型相对热轧基本无变化,但强度减弱;两次冷轧后的组织均为纤维组织,形成了以α、γ线性织构为主的织构类型,还出现了强度较高的反高斯织构如{001}<110>、{112}<110>、{111}<110>;脱碳退火后发生部分再结晶,织构相对于冷轧态α、γ线性织构强度均减小;在高温退火阶段晶粒发生再结晶,存在以{111}<112>、{111}<110>为主的γ织构,以及{100}<001>织构。     

退火温度对无取向硅钢再结晶行为的影响

使用EBSD和XRD技术研究了1.3%Si无取向硅钢在不同退火温度条件下的微观组织、宏观织构和微观取向。分析了退火温度对此成分体系无取向硅钢再结晶组织和织构的影响;讨论了退火温度与无取向硅钢成品板磁性能的关系。实验结果表明:无取向硅钢的退火温度对其再结晶组织和成品板铁损值有影响,随着退火温度的上升,再结晶晶粒平均尺寸增大且铁损值下降。γ纤维织构是再结晶织构中的优势组分,高斯{110}100织构强度也较高。退火温度对再结晶织构也有影响,随着退火温度上升,γ织构的含量不断上升,其中{111}121织构强度高于{111}110织构强度;退火温度的上升降低了立方{100}100织构和旋转立方{100}110织构但增加了高斯{110}100织构的强度,高斯织构的强度在870℃时达8.8。高斯取向晶粒主要在{111}121取向晶粒附近出现,旋转立方取向晶粒主要出现{111}110取向晶粒附近。由于{111}面织构强度增加和立方织构、旋转立方织构强度的降低,随着退火温度的上升,无取向硅钢的磁感应强度下降。     

终轧温度对50W600无取向硅钢组织、织构和电磁性能的影响

利用工业试验和OM、SEM和EBSD等系统地研究了830 ℃和860 ℃终轧温度下50W600无取向硅钢组织结构的演变规律及成品电磁性能。结果表明,提高终轧温度有利于促进热轧板特别是其心部的再结晶和晶粒长大,促进退火冷轧板的晶粒长大。50W600无取向硅钢在热轧-冷轧-退火过程中的织构演变规律主要为高斯织构{110}<001>→{112}<110>、{001}<110>和{111}面纤维织构→{111}面纤维织构。终轧温度从830 ℃提高到860 ℃,一方面减弱了热轧板中的{111}面纤维织构组分,另一方面增强了冷轧板中的{111}面纤维织构组分并减弱了其{001}<110>织构组分,最终促进退火冷轧板中对磁性有害的{111}面纤维织构组分减弱和对磁性有利的{001}<110>织构组分增强。提高终轧温度有利于无取向硅钢的铁损降低和磁感应强度提高。     

退火工艺对电铸铜组织和织构的影响

采用SEM和EBSD研究了电铸铜在不同温度退火后的微观组织、晶粒取向以及特殊晶界的变化规律。结果表明:电铸铜退火前组织细小,平均晶粒尺寸约为2μm,随退火温度的升高,晶粒逐渐增大,650℃退火后,平均晶粒尺寸达到9.6μm;电铸铜主要存在{110}、{001}、{111}三种织构,{110}织构组分含量最多,退火处理有利于形成{001}织构,随退火温度的升高,{110}、{111}织构逐渐减少;电铸铜中存在大量分布取向差为60°的∑3共格孪晶界,电铸完成后,{001}晶粒相对较大,并且周围∑3晶界较少;较低温度退火时,{001}晶粒由于自身晶粒之间晶界易迁移而长大,在650℃退火时,大尺寸的{001}取向晶粒吞并周围其它取向晶粒而长大。     

退火温度对无取向电工钢组织和磁性能的影响

主要研究了0.7%Si无取向电工钢退火试样的组织、晶粒尺寸和织构对其磁性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,组织的均匀性得到改善;ɑ取向线上的纤维织构多集中于{114}<110>和{223}<110>附近,再结晶结束后,织构含量变化不大。{111}<110>织构取向密度值随温度升高而下降,{112}<111>织构与{111}<110>织构变化相反。晶粒尺寸增大对磁感强度的影响较小,而对铁损的影响较大。     

脱碳退火保温时间对含铌低温取向硅钢初次再结晶的影响

取向硅钢初次再结晶的组织、织构对二次再结晶过程中形成锋锐的高斯织构至关重要。利用OM与EBSD技术,对脱碳退火不同保温时间下各试样初次再结晶组织、织构和晶界的形成规律进行了研究。结果表明:采用850℃保温5 min的脱碳退火工艺,得到的初次再结晶晶粒最为均匀细小,对后续过程中形成高取向的Goss织构有利;经脱碳退火后各试样中织构主要以{111}112、{411}148织构为主,随退火时间的延长,{111}112织构先增强后减弱,{111}110织构逐渐增强;当脱碳退火保温时间为5 min时,高能晶界及大角晶界所占比例最高,在二次再结晶时有较高迁移速率,有助于最终获得锋锐的Goss织构。     

基于CSP工艺一段式脱碳退火对取向硅钢初次再结晶晶界特征的影响

利用背散射衍射技术(EBSD),在一段式840 ℃不同时间脱碳退火条件下,研究了基于CSP工艺取向硅钢初次再结晶过程中的组织和结构变化。结果表明,在初次再结晶退火时间为4 min时织构类型较多,分别为{332}<`533>、{554}<225>、{111}<110> 、{001}<100>、 {111}<112>、{001}<110>、{110}<001>、{110}<110> 、 {112}<110>、{110}<112>、{112}<1`10>、{012}<001>和{111}<231>等。当初次再结晶退火时间延长为5 min时, {111}<112>取向晶粒数量明显增多,而{332}<`533>和{012}<001>取向晶粒比例下降。同时Σ3、Σ5和Σ9晶界比例升高,小角度晶界比例较少,而大角度晶界比例较多,这将有助于在二次再结晶退火时发生高斯织构。继续延长退火时间到6 min以后,Σ3、Σ5和Σ9晶界比例下降,小角度晶界比例提高,此时再结晶晶粒长大。     

低温高磁感取向硅钢初次再结晶特征对二次再结晶完成的影响北大核心CSCD

低温板坯加热法生产高磁感取向硅钢,其磁感低于传统高温高磁感取向硅钢的磁感值。为探究其原因,作为该研究的第一步,测定并对比分析了两种工艺下初次再结晶的晶粒尺寸和织构。结果表明,低温高磁感取向硅钢完成初次再结晶后,晶粒尺寸长大且不均匀,织构组分不够单一,高斯晶核及有利织构{110}<001>、{111}<112>、{111}<110>组分比例低于高温高磁感取向硅钢,其它不利织构组分含量更高,从而导致其二次再结晶后高斯织构发展不够完善,磁感值较低。     

脱碳退火保温时间对取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

通过研究脱碳退火保温时间对取向硅钢初次再结晶组织、织构及高温退火样品磁性能的影响,探讨了有利于Goss晶粒异常长大的初次再结晶环境。结果表明,在820℃进行脱碳退火,当保温时间从2 min增加到6 min时,初次再结晶织构中Goss晶粒相对于{111}112和{111}110晶粒的尺寸优势逐渐增加,{111}110含量逐渐升高,且1/8层中Goss相对于其他取向晶粒尺寸优势稳定,使取向硅钢二次再结晶晶粒尺寸逐渐增大、磁性能逐渐提高。     

冷轧方式和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg合金织构和微观组织的影响

采用硬度测试、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了单向轧制、交叉轧制和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg(wt%)合金织构演变和微观组织的影响。结果表明:单向轧制试样在100~300 ℃退火保温1 h后显示出明显的Copper织构{112} <111>、S织构{123} <634>和Brass织构{011}<211>,而交叉轧制试样表现出强烈的Brass织构和H织构{011}<755>。当退火温度高于300 ℃,单向轧制和交叉轧制试样中的变形织构逐渐沿α取向线转变为由P织构{011}<001>、L织构{011}<011>、E织构{111}<110>和R织构{124}<211>等组成的再结晶织构。单向轧制和交叉轧制试样的晶粒尺寸随退火温度的升高先增加后减小,均在350 ℃退火1 h后有最大晶粒尺寸,分别约为8.2 μm和11.5 μm。单向轧制和交叉轧制试样均在冷轧后硬度值最高,约为108 HV,之后硬度值随退火温度的升高而逐渐下降,两种轧制试样的硬度值最终均稳定在50 HV左右。总体来看,轧制方式对试样织构的影响比对力学性能的影响大。