退火温度对3.1Si-0.8Al-1.3Mn高强无取向硅钢组织与性能的影响

采用ZEISS多功能金相显微镜、电子背散射衍射技术、磁性能测试仪和万能拉伸试验机等研究了不同温度退火对3.1Si-0.8Al-1.3Mn高强无取向硅钢组织、织构和性能的影响。结果表明：冷轧实验钢在800～950℃退火3 min,均发生了再结晶,得到多边形铁素体,晶粒尺寸从13.53μm增大到41.19μm。随退火温度升高,对实验钢磁性能有利的{001}+{101}面织构体积百分数增大,对磁性能不利的{111}面织构的比例降低。800℃退火时的λ织构主要为{001}<130>、{001}<150>;到950℃时形成的λ织构主要为{001}<140>和{001}<160>。当退火温度由800℃上升到950℃时,实验钢的铁损P_1.5/50从4.27 W/kg下降至2.22 W/kg,P_1.0/400从24.32 W/kg下降至17.08 W/kg;B₅₀₀₀为1.67～1.70 T,屈服强度从491 MPa下降至432 MPa,抗拉强度从603 MPa下降至521 MPa。综合考...     

50W470无取向硅钢热轧板的组织与织构演变

研究了50W470牌号无取向硅钢在热轧、正火、冷轧和退火过程中组织和织构演变。结果表明,热轧板表面为发生再结晶的细小等轴铁素体,主要织构为{110}<115>,过渡层和中心处以α纤维织构和较弱的γ纤维织构主。正火板的平均晶粒尺寸为90.5 μm,正火减弱了热轧板中对磁性能不利的γ纤维织构。冷轧板织构为强的α纤维织构和较弱的γ纤维织构。退火板的平均晶粒尺寸为74.2 μm,退火板织构主要是以{111}<112>取向为主的γ纤维织构,{100}和{110}面织构分别达到了7%和5.9%。正火50W470无取向硅钢的平均铁损P1.5/50和磁感B50分别达到了2.99 W/kg和1.725 T。     

织构对无取向硅钢磁性能影响的主成分回归分析

采用电子背散射衍射技术测定50SW1300冷轧无取向硅钢中不同织构组分的含量,利用主成分回归分析法,综合研究{100}面织构、{110}001Goss织构、{111}110织构、{111}112织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响。结果表明:利用主成分回归分析法能够从多个影响因素中获取主要的信息来定量研究多变量问题,揭示不同织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响规律。结果表明,不同织构组分含量与铁损之间并无线性关系;轧面、纵截面上{100}面织构、{110}001Goss织构组分含量的增加均能改善无取向硅钢的磁感,而{111}110织构、{111}112织构组分的增加会劣化磁感,且在优化磁感时,增加{100}面织构、{110}001Goss织构组分含量比降低{111}110织构、{111}112织构组分含量效果要好。     

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。     

典型元素对无取向硅钢再结晶织构的影响规律

通过对3种不同成分的无取向硅钢退火板进行微观组织观察以及分别使用XRD和EBSD进行宏观织构和微观织构观察,研究了3种典型元素对无取向硅钢组织和再结晶织构的影响。结果表明:无取向硅钢再结晶组织对其磁性能有影响,晶粒尺寸越大,无取向硅钢的磁性能越好,1.35Si-0.25Mn-0.28Al的再结晶平均晶粒尺寸达51.6μm,铁损值达3.577 W/kg。Si和Al元素有利于平均晶粒尺寸的增大,Mn含量的提高有利于减少夹杂物对晶粒长大的限制。无取向硅钢再结晶织构主要由强的γ织构(特别是{111}112织构)和弱的立方织构以及高斯织构等组成。有利织构中,立方{100}001织构和旋转{100}011立方织构含量较高,1.35Si-0.25Mn-0.28Al钢中立方织构含量达8.2%,1.33Si-0.17Mn钢中旋转立方含量达7.8%,有利织构含量越高,磁感应强度值越大,1.35Si-0.25Mn-0.28Al钢的磁感应强度达1.739 T。铜型{112}111织构和黄铜{110}112织构组分含量较低,1.33Si-0.17Mn钢在退火样品中黄铜织构最多,其比例仅为1.4%。无取向硅钢的化学成分对织构组成有影响,Al和Si含量的增加有利于{111}121织构和立方织构组分的增加、不利于{111}110组分和高斯织构增加,在1.35Si-0.25Mn-0.28Al钢中{111}121织构的含量达44.3%而{111}110织构含量为17.2%,高斯织构含量仅为1.2%。Mn的含量一定程度上有利于增加无取向硅钢中旋转立方织构的含量。     

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。     

无取向电工钢的{100}织构控制与磁性能改进

简述了无取向电工钢常见增强{100}织构,进而改善磁性能的方法。以现有工业生产流程为背景,综述了强化不同类型无取向电工钢{100}织构的新型思路,包括利用高牌号无取向电工钢铸态{100}织构的遗传特性、利用弹性各向异性促进低牌号无取向电工钢中奥氏体相变生成{100}织构、脱碳控制中牌号无取向电工钢奥氏体相变、剪切带变形促进高硅钢{100}织构形成等原理。结果显示,这些技术原理的应用均可使相应无取向电工钢成品板的织构结构发生根本性改变,且磁性能得到大幅度提高。     

罩式退火工艺的升温速率对无取向硅钢织构及性能的影响

研究了罩式退火工艺的升温速率对0.8%Si无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响。结果表明,经过不同升温速率退火后,无取向硅钢的再结晶织构主要为{111}织构,伴随有{110}、{100}织构。随着退火升温速率的提高,晶粒尺寸逐渐增大,{111}织构明显减弱,{110}织构明显增强,{100}织构没有明显变化,铁损P_1.5/50逐渐降低,磁感应强度B₅₀₀₀逐渐增强。但当升温速率由80 ℃/h升高至100 ℃/h时,{111}织构出现一定程度的增强,{110}织构出现减弱,{100}织构没有明显变化,铁损P_1.5/50增大,磁感应强度B₅₀₀₀减小。在退火升温速率为80 ℃/h时,无取向硅钢可获得最优的磁性能:P_1.5/50=4.249 W/kg,B₅₀₀₀=1.715 T。     

W800无取向硅钢轧制过程中的织构演变

对W800无取向硅钢热轧、冷轧、冷轧退火各阶段沿厚度方向分布的织构进行分析,结果表明,W800无取向硅钢热轧阶段的主要织构组分为{001}110反高斯织构,其含量由表层到中心逐渐增加,卷取使得W800无取向硅钢热轧板{001}110反高斯织构减弱,而{111}110、{111}112γ纤维织构增强;冷轧阶段的主要织构组分为{001}110、{112}110α纤维织构和{111}110、{111}112γ纤维织构,其中,由表层到中心α纤维织构逐渐增强,γ纤维织构逐渐减弱;退火会导致{001}110反高斯织构减弱,{111}110、{111}112γ纤维织构加强。     

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。     

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。     

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。     

薄带连铸3.4%Si无取向硅钢的组织、织构演变及性能

基于薄带连铸技术,采用单阶段冷轧和两阶段冷轧工艺分别制备了0.35 mm和0.20 mm高牌号无取向硅钢,利用EBSD、XRD等检测手段分析了无取向硅钢制备全流程的组织和织构演变。研究表明,薄带连铸制备的铸带以粗大柱状晶为主,且具有较强λ纤维织构,取向密度达到4.76,无γ织构。正火处理后部分等轴晶粒长大,织构类型没有明显变化。单阶段冷轧板以α织构为主,经退火后再结晶织构以均匀λ织构和γ织构为主,强点为{001}<120>,取向密度为5.41。两阶段冷轧板以λ织构和γ织构为主,剪切变形明显。再结晶退火后组织相对粗大,且形成了较强的Cube织构,取向密度为6.45。得益于初始有利织构的遗传,试验钢具有高磁感、较高强度优势,且铁损值达到常规流程相当水平。0.35 mm退火板B₅₀达到1.77 T,P_1.0/400为20.78 W/kg。0.20 mm退火板B₅₀为1.70 T,P_1.0/400达到13.74 W/kg,高频铁损优势明显。两种规格无取向硅钢屈服强度均超过415 MPa,伸长率超过15%。     

退火温度对高牌号薄规格硅钢组织和织构及磁性能的影响

研究了箱式炉800~900℃区间恒温退火制度控制下,对0.35mm厚度规格、硅的质量分数为2.6%~2.8%的无取向高牌号硅钢织构组分及性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,成品晶粒尺寸逐渐增大且均匀性得到改善;{111}织构组分占有率呈现下降的趋势,最佳铁损指标可达到900℃时的2.18 W/kg;磁极化强度变化不显著,由800℃时的1.685T降低到900℃时的1.678T。     

正火对高锰50W470无取向硅钢磁性的影响

研究了900～1000 ℃正火对高锰50W470无取向硅钢的组织、织构和磁性的影响。结果表明,随着正火温度的升高,成品板的平均磁感不断增加,而铁损在975 ℃最低。热轧板正火后的晶粒尺寸随正火温度升高不断增大,而对应冷轧、退火后的成品板晶粒尺寸先增大后减小（975 ℃时最大）。在975 ℃×5 min正火后,成品板中得到对磁性有利的{100}面织构和高斯织构,磁性能改善。高锰50W470无取向硅钢的最佳正火工艺为975 ℃×5 min,此工艺可改善高锰无取向硅钢的组织和织构,最终提高其磁性能。     

罩式炉预退火生产高磁感无取向硅钢的工艺研究

文章介绍了本钢开展罩式炉替代常化炉预退火生产高磁感无取向硅钢50BW800G的工艺研究。实验表明:罩式炉采用全氢气体保护退火,退火温度为750℃保温15 h。采用两次冷轧+罩式炉退火的工艺生产的无取向硅钢产品电磁性能有很大提高,尤其是对提高磁感效果显著。采用预变形和预退火使热轧钢卷的晶粒均匀长大,减小了{111}面织构组分,增加了{100}面织构组分。采用特定条件（10%+77%）冷轧工艺生产的高磁感无取向硅钢50BW800G产品质量处于国内先进水平,符合本钢现有装备条件下批量生产的要求。     

复合稀土微合金化对无取向硅钢组织及夹杂物的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等检测手段,对复合稀土微合金化后无取向硅钢成品组织及夹杂物的种类、尺寸以及形貌进行了表征与分析。结果表明:复合稀土微合金化可以适当减小无取向硅钢的晶粒尺寸;钢中的夹杂物数量减少且尺寸集中在0.5~5μm区间,针状夹杂物转变为近似球状或椭球形的稀土类夹杂,有利于磁性能的提高。     

退火工艺对1.8% Si冷轧无取向硅钢组织与磁性能的影响

研究了1.8%Si无取向硅钢冷轧板在退火温度860~920℃、保温时间50~120 s工艺退火后的晶粒、织构、铁损和磁感应强度。结果表明:随着退火温度升高、保温时间延长,平均晶粒尺寸由33μm(860℃保温50 s)逐渐增大至60μm(920℃保温120 s),相应的铁损由4.43 W/kg降低至3.44 W/kg。这说明平均晶粒尺寸是影响铁损的主要因素。随着退火温度升高和保温时间延长,对磁感应强度有利的{001}和{110}织构组分减弱,对磁感应强度不利的{111}织构组分增强,({001}+{110})/{111}晶粒体积比减小,由860℃保温50 s时的2.16逐渐减小至920℃保温120 s时的1.02,相应的磁感应强度由1.689 T降低至1.659 T。因此,织构是影响磁感应强度的主要因素。而且,随着退火温度升高,({001}+{110})/{111}晶粒体积比减小速度加快,即织构的恶化速度加快,导致磁感应强度的下降速度也加快。     

冷却速度对含Cu高硅钢组织、织构及磁性能的影响

将含Cu高硅钢薄板退火后,以不同方式冷却,通过微观组织观察、织构分析以及磁性能测量,研究了冷却速度对含Cu高硅钢再结晶组织、织构及磁性能的影响。结果表明,冷却速度对再结晶组织几乎没有影响,但冷却速度减慢会提高{100}面织构的含量,降低{110}和{111}面织构的含量;0.4Cu试样的晶粒尺寸略大于0.2Cu试样,不同Cu含量试样织构组分差异不大;冷却速度和Cu含量共同作用下,冷却速度对高硅钢磁性能的影响占主导因素。冷却速度越慢,织构因子越大,磁感越高,{100}面织构含量越高,残余应力越小,并且高硅钢中长程有序度越高,有序相的反相畴尺寸越大,这些因素都有利于降低铁损。     

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.