热轧组织对无取向硅钢织构的影响

采用X射线衍射仪分析无取向硅钢冷轧织构和再结晶退火织构的演化,研究了热轧组织对无取向硅钢织构以及磁性能的影响.结果表明,具有均匀、粗大晶粒组织的热轧板,冷轧形成更多的剪切带,导致成品板形成高的高斯织构组分,并提高了{100}织构强度,降低了γ纤维织构,最终导致成品磁感应强度升高,铁损下降.     

退火工艺对无取向硅钢晶粒尺寸和织构强度的影响

围绕无取向硅钢的退火工艺展开叙述,综述了近20年国内外学者在退火温度、退火时间、加热速率、退火气氛方面对无取向硅钢晶粒尺寸和织构强度影响的研究工作;对比分析了退火热处理前后冷轧板组织与织构演变过程存在的差异,并对目前无取向硅钢退火过程中晶粒、织构的演变特征进行归纳总结。     

无取向硅钢退火织构的演变与磁性能关系的研究

运用取向分布函数(ODF)分析了50W600电工钢不同退火工艺退火织构的演变及织构对电磁性能的影响,利用织构数据计算了无取向硅钢的磁晶各向异性能.研究表明,较高的退火温度或较长的保温时间,再结晶织构α线的取向密度下降,{100}〈011〉和{211}〈011〉取向密度急剧降低,γ线{111}〈112〉密度显著增加,晶粒取向绝大多数聚集在γ线{111}〈112〉取向附近;低温退火有助于提高无取向硅钢有利织构{100}〈UVW〉的占有率.磁晶各向异性能计算结果表明无取向硅钢也存在磁各向异性.     

退火加热速度对高牌号无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

采用光学显微镜、电子背散射衍射技术和爱泼斯坦方圈方法等研究了退火过程中不同加热速度对高牌号无取向硅钢显微组织、织构和磁性能的影响。结果表明：随着加热速度从10℃/s提高到70℃/s,试验钢最终退火后的平均晶粒尺寸逐渐变小，但加热速度达到100℃/s时，平均晶粒尺寸开始变大。加热速度达到40℃/s以上时试验钢最终退火后的γ取向线织构得到抑制，加热速度达到100℃/s及以上时λ取向线织构强度显著提高。加热速度为100℃/s时，试验钢最终退火后的铁损P_1.0/400最低，其各向异性也最低；随着加热速度的提高，磁感B₅₀₀₀呈上升趋势。     

热轧组织对冷轧无取向硅钢退火织构及组织的影响

对不同加热温度处理的热轧低硅钢带进行了冷轧及退火实验,分析了热轧钢带的组织对冷轧无取向硅钢再结晶退火过程中的组织及织构的影响。结果表明:热轧组织对冷轧无取向电工钢冷轧板再结晶组织及织构演变有重要影响;等轴晶粒组织的热轧钢带比混晶组织的热轧钢带冷轧后再结晶退火快,且退火后晶粒尺寸均匀;随着等轴晶粒尺寸增加,冷轧退火后形成的冷轧硅钢{110}类型的织构增强,{100}类型的织构减弱;表明热轧组织为等轴晶粒时,不利于冷轧无取向硅钢磁性能的改善。     

卷取温度对无取向硅钢组织、磁性能及表面质量的影响

在工业生产条件下,对比分析了不同热轧卷取温度对无取向硅钢组织、磁性能及表面质量的影响。结果表明：在700℃较高温度下卷取时热轧卷表层和芯部均为再结晶组织,而在650℃较低温度下卷取时芯部发生未完全再结晶,且退火成品组织也相对细小。不同卷取温度下的热轧卷织构类似,芯部为{001}<110>旋转立方织构和少量的{111}面织构,表层以Goss织构{110}<001>和{110}<112>为主,还有少量的{100}和{111}织构,退火成品织构均以{111}面织构为主。650℃较低温度下卷取时,成品磁感强度略有提高,但铁损值也略有升高,总体上磁性能差别不大,同时热轧卷表面氧化皮较薄,酸轧时更容易清洗。因此,工业生产中在保证磁性能波动不大的基础上,可通过适当降低卷取温度来提高硅钢热轧卷的酸洗效果和成品表面质量。     

热轧板常化后的晶粒尺寸对冷轧无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响

研究了热轧板常化后的晶粒尺寸对成品组织、织构和磁性能的影响。结果表明,随着热轧板晶粒尺寸的增加,成品晶粒尺寸增加;成品织构中γ纤维织构,特别是{111}<110>织构组分明显降低,磁感应强度B50显著提高。     

升温速率对低碳无取向电工钢脱碳退火组织及织构的影响

研究了不同升温速率下低碳电工钢两相区脱碳退火组织与织构的演变规律.结果表明,脱碳退火升温速率对最终组织和织构均有显著影响:升温速率决定了柱状晶的"形核"位置,慢速升温时,柱状晶"晶核"在表层向里的一定范围内形成,最终在样品表面附近形成小尺寸晶粒层,而快速升温则形成完整的柱状晶组织;慢速升温时获得强g线织构及相对较弱的a线织构,而快速升温则使g线织构大幅度减弱,a线组分有所增强,并产生了一定强度的{001}120织构.实验结果证明,最终的脱碳退火织构主要取决于"形核"处再结晶晶粒的织构成分.     

预退火温度对高磁感取向硅钢初次再结晶织构的影响

对高磁感取向硅钢冷轧板分别进行800、950、1050和1120℃不脱碳的预退火处理,在800℃预退火,成品的磁性能较好.织构分析的结果表明,随着预退火温度升高,初次再结晶后有利织构组分{111} <112>与不利织构组分(118)[110]的比值f(111)/f(118)逐渐降低,初次再结晶织构的变化是成品磁性的影响因素之一.     

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。     

0.8%Si无取向硅钢织构及其对磁性能的影响

研究了不同退火工艺对0.8%Si无取向硅钢织构及磁性能的影响。结果表明：退火板的再结晶织构以{111}强织构组分为主要特征,并伴随有{100}和{110}较弱织构组分。随着退火温度的升高或保温时间的延长,晶粒尺寸明显增大,不利的{111}织构组分明显增强,铁损指标P15/50与磁感指标B50均降低。在退火温度为860 ℃、保温时间为85 s的条件下,可获得最优的磁性能：P15/50=4.82 W/kg;B50=1.736 T。     

二次退火温度对无取向硅钢组织和磁性能的影响

对1.2%Si无取向硅钢进行不同温度的二次退火试验,研究了不同二次退火温度对无取向硅钢组织和磁性能的影响。结果表明:二次退火能显著增大铁素体晶粒尺寸,降低无取向硅钢铁损;在780~820 ℃下进行二次退火,铁损降幅最大,达到1.0 W/kg,无取向硅钢的磁性能达到最佳水平,此时平均晶粒尺寸为83~114 μm。通过扫描电镜对不同温度二次退火后的试样进行析出物统计,发现试样中的析出物主要为MnS-Cu_xS,当二次退火温度为780~820 ℃时,0.1~0.2 μm的细小MnS-Cu_xS析出物比例最低。     

退火工艺对平整轧制后50W800无取向硅钢磁性能的影响

为提高50W800无取向硅钢的板形,需要对再结晶退火后的硅钢进行平整轧制,在平整后会出现硅钢片磁性能下降现象。对平整轧制后的50W800无取向硅钢进行400~800 ℃的去应力退火,利用单片测量法测量其铁损和磁感应强度,并用EBSD技术对组织织构进行分析。结果表明,经过平整轧制后,50W800无取向硅钢小角度晶界增加,但晶粒不均匀性会导致磁性能下降;采用700 ℃×2 min去应力退火后,50W800无取向硅钢磁性能得到较好的改善。EBSD技术分析发现,去应力退火能消耗大量小角度晶界,使晶界含量降低,晶粒均匀性增加,不利形变织构{111}<112>强度降低,这是50W800无取向硅钢磁性能改善的主要原因。     

退火时间对异步轧制无取向硅钢再结晶织构与磁性的影响

对高牌号无取向硅钢进行异步轧制,然后在不同时间下进行再结晶退火,研究异步轧制条件下高牌号无取向硅钢再结晶织构随退火时间的演变过程,探讨高牌号无取向硅钢再结晶织构的形成及再结晶织构组分与磁性的关系。结果表明:在750℃再结晶退火过程中,随着退火时间的延长,α织构强度减弱,织构组分逐渐向{111}〈112〉附近聚集,铁损逐渐下降。快慢辊侧再结晶织构类型基本相同,但慢辊侧强度高于快辊侧。     

轧制工艺对薄带铸轧无取向硅钢组织性能的影响

利用光学显微镜、XRD、EBSD等研究了轧制工艺对薄带铸轧无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响。研究表明,随热轧压下率增大,冷轧组织变形储能及剪切带的比例逐渐降低,冷轧板中α织构减弱,γ织构增强。退火板晶粒尺寸随热轧压下率增大而增加。热轧压下率为17%及40%时,退火织构以强的Goss织构及相对弱的{100}织构为主,热轧压下率达到55%后,退火织构为强的{115}<110>和{114}<371>织构,Goss织构和{100}组分明显减弱。随热轧压下率增大,退火板磁感值先升高后降低,铁损值先减小后增加。热轧压下率为40%时,退火板综合磁性能最优。     

常化处理对2.9%Si+0.7%Al无取向硅钢织构及磁性能的影响

以2.9%Si+0.7%Al无取向硅钢热轧板为初始材料,利用金相显微术、EBSD、XRD对比研究了常化处理/不常化处理对后续组织、织构演变以及磁性能的影响,分析了常化处理对各厚度层织构演变的影响。结果表明,常化处理改善了冷轧前组织的均匀性并弱化了热轧变形织构。与不常化处理相比,常化处理使最终成品板的晶粒尺寸增大,使各厚度层的γ纤维织构减弱、λ纤维织构增强,从而使磁性能得到明显改善。通过适当提高常化处理温度来增大晶粒尺寸,有助于成品板获得更大的晶粒尺寸,并在各厚度层形成更弱的γ纤维织构以及更强的Goss织构、λ纤维织构,使磁性能得到大幅改善。另外,发现在热轧、常化、冷轧、退火板的厚度方向上均存在明显的织构梯度。     

退火对高锰无取向电工钢磁性能的影响

研究在875～1000 ℃退火对高锰50W470无取向电工钢组织、织构以及磁性能的影响,并对975 ℃×3 min与975 ℃×5 min退火效果进行对比分析。结果表明,随着退火温度的升高,成品板晶粒尺寸增大且均匀,相应的铁损不断降低,磁感在975 ℃时略有升高,整体为下降趋势。而过长时间退火,有利于铁损,不利于磁感。在975 ℃×3 min退火后,成品板中存在较强的有利于磁性能的{100}面织构,而975 ℃×5 min退火后{100}面织构强度明显减弱,磁感降低。因此,试验用高锰50W470无取向电工钢的最佳退火工艺为975 ℃×3 min高温短时退火。     

镧含量对无取向硅钢热轧板常化处理后成品组织及织构的影响

在实验室制备了含镧实验钢,研究了不同镧含量的无取向硅钢常化后成品组织及织构的变化,观察了再结晶组织并统计了再结晶晶粒尺寸,利用XRD分析了试样的再结晶织构。结果表明,加入稀土后无取向硅的成品晶粒尺寸增加,加入0.0015wt% 镧所获得的成品晶粒尺寸最大,为37.19 μm。加入镧的再结晶织构类型变化不大,{111}织构密度水平下降。同时,与不加镧的试样相比,含镧0.0015wt%的试样立方织构密度水平提高了33.3%。     

常化温度对热轧无取向硅钢组织与磁性能的影响

为研究常化温度对热轧无取向硅钢组织与织构的影响,采用光学显微镜、背电子散射衍射技术研究了不同常化温度对其影响.结果表明,实验硅钢板在700～850℃温度下常化时,随常化温度的升高,晶粒尺寸增大,有利组分α织构增强,不利组分γ织构降低.对比研究了800℃和850℃常化热轧板CSL晶界分布图与取向差分布图,在本文研究条件下,Goss织构易在Σ=3,9的CSL晶界及晶粒取向差为30° ～55°处形成.