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。     

退火对高效电机用无取向硅钢组织与磁性能的影响

对1.8wt%Si无取向硅钢冷轧板进行了850～1000℃不同温度的退火处理,采用OM、晶粒分析、磁性能测试等手段,研究了退火温度对1.8wt%Si无取向硅钢组织与磁性能的影响规律。结果表明:在850～1000℃,无取向硅钢退火均发生了较为充分的再结晶。随着退火温度的升高,试验钢平均晶粒尺寸逐渐增大,晶粒均匀性越来越好,试验钢铁损值先降低后升高,磁感应强度逐渐降低。940℃退火,试验钢的铁损值P1.5达到最小值,为2.823 W/kg,其磁感应强度B50为1.692 T。     

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。     

硅钢极薄带三次再结晶退火过程中的组织演化

采用异步轧制方法将成品工业取向硅钢板冷轧到0.10mm,然后在氢气热处理炉中进行三次再结晶高温退火,研究异步轧制硅钢极薄带退火过程中的再结晶过程.结果表明,硅钢极薄带在800℃退火时发生初次再结晶,晶粒取向主要为高斯取向,磁感低;900℃时初次再结晶中极少数晶粒突然长大而发生二次再结晶,对0.1mm的极薄带不能形成完善的高斯织构,磁性能下降;在1200℃时在合适的退火条件下可以发生三次再结晶,在极薄带中获得了取向集中的高斯织构和优异的磁性能.     

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。     

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。     

成分及热处理工艺对无取向硅钢冲片铆接质量的影响

通过调整Si、Al含量,正火和退火温度,研究了高效电机用无取向硅钢的组织和性能,分析了冲片铆接质量的改善途径。结果表明:提高Si、Al含量,降低正火及退火温度,可细化晶粒,在一定程度上提高无取向硅钢的力学性能,进而改善其铆接质量。同时,材料的磁感应强度会有所降低,铁损会有所增加,材料磁性能有所恶化。为了弥补由工艺参数调整导致的磁性能损失,可在材料冲片后进行保温处理,降低材料的应力损耗和磁滞损耗Ph。     

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。     

高温退火气氛对薄规格中温取向硅钢二次再结晶行为的影响

通过调整最终退火保护气氛来控制0.18 mm厚含Cu中温取向硅钢二次再结晶时抑制剂的熟化和分解行为,从而达到提高二次再结晶后Goss织构锋锐度和磁性能的目的.运用EBSD系统观察和分析二次再结晶中断抽出试样的组织和取向.结果表明:提高高温退火气氛中的N_2比例至90%,最终0.18 mm规格成品磁感达1.95 T.成品减薄后样品中抑制剂的粗化行为受气氛的影响更为强烈,表现在提高N2比例后初次晶粒尺寸减小,二次再结晶持续时间延长,此时Goss取向晶粒拥有足够的时间发生异常长大以获得尺寸优势,从而抑制偏转Goss取向晶粒的异常长大,提高了Goss织构的锋锐度和薄规格成品的最终磁性能.     

高温退火工艺对CGO硅钢Goss织构及磁性能的影响

对低温板坯加热技术生产CGO硅钢的高温退火工艺进行研究,对比了3种不同的一次保温工艺对最终Goss织构的影响,并利用电子背散射衍射技术分析了高温退火试样的晶粒取向、晶粒尺寸和磁性能之间的关系。结果表明,在600 ℃保温20 h的一次保温工艺可以获得最佳的磁性能;高温退火试样的平均晶粒尺寸越大、组织越均匀,越有利于降低铁损、提高磁感应强度。     

轧制工艺对低牌号无取向电工钢相变退火组织、织构与磁性能的影响

将低牌号无取向电工钢的原始铸坯采用不同的工艺轧制得到5组样品,在H_2气氛下进行相变退火处理,使其发生α→γ→α相变,采用EBSD、XRD和磁性能测量技术确定了不同轧制工艺对低牌号无取向电工钢相变退火组织、织构与磁性能的影响。结果表明,与常规再结晶退火处理相比,相变退火处理可显著粗化晶粒降低成品板铁损;相变过程中存在织构遗传现象,相比于热轧-冷轧工艺,直接冷轧工艺相变退火后更有利于获得{100}织构,并显著改善成品板的磁性能;低温热轧比高温热轧能保留更多的{100}取向晶粒,相变退火后成品板中的非{111}取向晶粒增多,并提高了成品板的磁性能;此外,工业板中P和Al元素的偏聚或氧化对相变退火后成品板的组织、织构与磁性能有不利影响。     

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。     

晶粒尺寸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尺寸范围晶粒的含量,利用主成分回归分析法,综合研究不同尺寸范围晶粒的含量对无取向硅钢磁性能的影响。结果表明:通过主成分回归分析法能够从不同尺寸范围晶粒的含量的多个影响因素中获取主要的因素,定量研究它们对无取向硅钢磁性能的影响规律。分析表明,无取向硅钢的铁损与不同尺寸范围晶粒的含量之间存在着可靠的多元线性关系,在一定范围内,较大尺寸晶粒的含量越多,其对铁损优化的作用越明显;而无取向硅钢的磁感与不同尺寸范围晶粒的含量之间并无线性关系。     

Hi-B钢二次再结晶动力学及换气温度对磁性能的影响

采用＂中断法＂确定了Hi-B取向硅钢二次再结晶动力学,即二次再结晶的开始温度和温度区间,对比分析了Hi-B取向硅钢与CGO取向硅钢二次再结晶动力学的差异及原因;考察了不同换气温度对二次再结晶晶粒尺寸和磁性能的影响。结果表明,在氮氢混合气氛下,Hi-B硅钢二次再结晶过程比CGO硅钢滞后,发生在1040℃至1120℃之间,其动力学曲线近似为S型;二次再结晶退火时,随着换气温度的升高,最终晶粒尺寸增大,磁感和铁损增加。     

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。     

纳秒激光微刻蚀取向硅钢的形貌特征及磁性能

为有效降低取向硅钢铁损、改善其磁性能，采用红外纳秒激光对取向硅钢进行微刻蚀试验。利用3D共聚焦显微镜、扫描电镜与能谱仪研究典型工艺参数下的硅钢表面烧蚀形貌特征及表面质量，利用铁损仪测试不同刻蚀参数下取向硅钢的铁损、相对磁导率等磁性能参数及动态磁滞回线，对比分析刻痕前后磁性能的变化行为、规律及磁滞特性。结果表明：激光刻痕后，硅钢的铁损、相对磁导率、矫顽力及剩磁等性能得到明显改善，铁损的改善表现在高磁感强度下、相对磁导率的改善表现在低磁场强度下，回线特性得到优化。扫描速度为800 mm/s、脉冲能量为0.25 mJ时，刻痕边界呈近似规则的“波浪线”，且刻痕表面质量较高，铁损降低高达11.6%、剩磁降低12.8%等；刻痕后相对相对磁导率明显提高，提高约为5.7%~15.16%，最大可达2.598×10⁴。激光频率与扫描速度的耦合关系是影响刻痕边界形状与磁畴细化效果的重要因素。     

终轧温度对中低牌号无取向硅钢磁性能的影响

在工业生产条件下,对比分析了不同热轧终轧温度对中低牌号无取向硅钢组织和磁性能影响。结果表明:当热轧终轧温度为890℃时,热轧带钢表层为铁素体再结晶组织,芯部为铁素体相变组织;带钢经冷轧退火后,成品晶粒细小,铁损为5.565 W/kg,磁感为1.744 T,磁性能较差;当终轧温度为870℃时,热轧带钢全为粗大的铁素体再结晶组织,带钢经冷轧退火后,成品晶粒粗大,铁损降低至5.329 W/kg,磁感升高至1.762 T,磁性能最佳;当终轧温度降低至850℃时,带钢在热轧时再结晶晶粒难以长大,经冷轧退火后,铁损为5.507 W/kg,磁感为1.760 T,磁性能介于890℃和870℃之间。此外,实际工业生产数据表明,当热轧终轧温度为850～875℃时,成品磁性能明显优于880～900℃。     

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。     

退火温度和时间对稀土处理无取向硅钢组织和综合磁性能的影响

系统研究了退火温度和时间对不含La和含0.007 8%La(质量分数,下同)无取向硅钢退火冷轧板微观组织和综合磁性能的影响。结果表明,随着退火温度从850℃升高到1 000℃,退火时间从1 min增加到5 min,两种La含量退火冷轧板的晶粒尺寸逐渐增加;铁损降低,当退火温度为1 000℃,退火时间多于3 min时,又升高;磁感应强度先升高后降低。退火温度和时间相同时,相比不含La的退火冷轧板,含0.007 8%La退火冷轧板的晶粒尺寸更大,综合磁性能更好。含0.007 8%La无取向硅钢的最佳退火温度和时间分别为900~950℃和3~5 min,其平均晶粒尺寸为37.7~77.4μm。