Nb(C，N)作为取向硅钢中抑制剂的可行性

在铌微合金高强度钢中,主要利用铌来提高奥氏体的再结晶温度,从而实现控制轧制和控制冷却;同时,利用铌的析出进行强化来提高铌微合金钢的强度和韧性。结合取向硅钢抑制剂的特点和要求,分析了Nb(C,N)作为抑制剂的可行性。由于Nb(C,N)在钢中的固溶温度低,析出颗粒尺寸小,Nb(C,N)具备作为取向硅钢抑制剂的基本特征和优势,故其可作为取向硅钢中抑制剂。     

Nb对高Ti耐候钢连续冷却后显微组织及硬度的影响

采用Gleeble热模拟试验机研究了微合金元素Nb对高Ti耐候钢奥氏体连续冷却转变行为的影响,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)以及硬度测试等手段比较了0.050%Nb和无Nb试验钢连续冷却转变后显微组织和硬度的变化。结果表明,Nb能抑制铁素体相变,促进贝氏体相变。冷却速度由5 ℃/s提高到10 ℃/s,两种试验钢的晶粒细化效果均最显著,无Nb钢和0.050%Nb钢硬度分别增加了22 HV0.2和25 HV0.2。冷却速度为40 ℃/s时,无Nb试验钢中析出物主要为6～13 nm球形Ti(C, N)复合析出物;含Nb试验钢中主要为5～12 nm球形(Ti, Nb)(C, N)和10～15 nm方形(Ti, Nb)(C, N)复合析出物,含Nb试验钢析出物较多,因此析出强化作用更强。在高Ti耐候钢中,Nb产生的晶粒细化作用并不显著。在相同冷速下,0.050%Nb试验钢的硬度略高于无Nb试验钢,最大差值仅为11 HV0.2。     

中间退火温度对Fe-3wt%Si取向硅钢抑制剂演变的影响

在实验室模拟CSP工艺采用二次冷轧制备了Fe-3wt%Si取向硅钢,研究了取向硅钢制备过程中,中间退火温度对抑制剂演变的影响。结果表明,中间退火温度为940 ℃时,中间退火和脱碳退火后试验钢中析出抑制剂尺寸更加细小,分布更加弥散,数量更多;高温退火后,抑制剂析出明显减少,只有少量粗大未熔析出,析出物大多为不规则的(Al,Si)N及(Cu,Mn)S复合析出。     

低温取向硅钢高温退火抑制剂的演化

取向硅钢利用析出物作为抑制剂,抑制初次再结晶晶粒的长大,抑制剂是取向硅钢发生二次再结晶的基本条件之一。文中通过低温板坯加热技术制备取向硅钢,采用透射电镜（TEM）观察并研究了高温退火阶段抑制剂的演化过程。结果表明,渗氮后形成的非晶态Si3N4析出物不稳定,在700～750℃退火升温阶段转化为（Al,Si）N;（Al,Si）N颗粒在800℃发生团聚,随后长大并粗化;（Al,Si）N是低温取向硅钢主要抑制剂,随退火温度的升高,（Al,Si）N抑制力大幅下降。     

高磁感取向硅钢中的抑制剂

结合高磁感取向硅钢的生产工艺和技术发展趋势，对板坯高温、中温和低温加热工艺中的抑制剂进行了论述和分析。MnS和AlN是高温加热工艺的主要抑制剂。对于中温加热工艺则主要利用AlN为主要抑制剂，Cu2S和MnS作为辅助抑制剂。低温板坯加热工艺中所采用的抑制剂主要为AlN，其工艺手段就是在发生二次再结晶之前进行渗氮处理。Nb(C，N)有可能成为低温板坯加热工艺一种新型抑制剂。     

锡对取向硅钢中抑制剂析出行为及显微组织的影响

采用透射电镜、扫描电镜和金相显微镜研究了Sn对高磁感取向硅钢夹杂物析出行为与热轧及常化退火组织的影响。结果表明,取向硅钢铸坯与热轧板中的抑制剂主要以Mn S和Al N的复合形式存在。与未添加Sn相比,添加Sn后,铸坯与热轧板中的析出物尺寸更小且分布更弥散,从而有效避免了热轧板中间区域出现强烈形变组织,且常化退火板边缘晶粒尺寸更大、中心区域晶粒尺寸更小且分布的更均匀。     

加热温度对高Nb-Ti新能源汽车用无取向硅钢第二相固溶行为的影响

利用差示扫描量热分析(DSC)、等离子体质谱仪、透射电镜对新能源汽车无取向硅钢不同加热温度下的第二相固溶情况进行了研究。结果表明,加热至1076.2 ℃时,试验钢发生明显相变。在保温40 min的条件下,随着加热温度的升高,Nb、Ti元素固溶量逐渐增加,析出量相应减少,并发现析出物多为(Nb,Ti)C复合型析出。不同加热温度下,析出物平均尺寸有所不同,且随试验温度升高呈上升趋势。     

Nb对钠冷快堆包壳用15-15Ti奥氏体不锈钢组织和拉伸性能的影响

使用OM、SEM和TEM等方法研究了0~0.46wt.%Nb对固溶态和时效态15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢(15-15Ti)中析出相类型、形貌及其分布的影响。结果表明,Nb取代了(Ti,Mo)C相中部分Ti、Mo原子,在0.21wt.%Nb和0.46wt.%Nb合金中形成富Nb的(Nb,Ti)C相,而且Nb含量的增加使固溶态的奥氏体基体组织细化。在850 ℃时效1000h后,组织中有sigma相、MC碳化物析出,Nb的增加促进了 Nb、Mo元素在sigma相中的富集,促使sigma相更为细小、弥散析出。固溶态和时效态试样的室温、650 ℃拉伸结果表明,在0~0.46 wt.% Nb范围内,Nb含量的增加对固溶态合金室温和高温拉伸性能影响较小,而Nb促进析出的sigma相对时效态合金的拉伸性能影响较小。     

Nb对双稳定铁素体不锈钢晶粒的钉扎作用

提高铁素体不锈钢等轴晶比例,增加晶粒致密度可以明显改善皱褶缺陷,研究了Nb元素的添加对双稳定铁素体不锈钢晶粒的钉扎作用。随着Nb元素的增加,铸态组织的晶粒尺寸变得越来越细小。在铁素体不锈钢晶界,发现了纳米级别的颗粒状析出物,析出物成分为(Ti,Nb)x(C,N)y。随着Nb质量分数的增加,细小析出物数量变多,析出物中的Nb质量分数逐渐升高。通过热力学计算,发现Nb元素可以较大程度地降低FSS的固相线温度,在凝固即将结束时,会形成富Nb的(Ti,Nb)x(C,N)y析出物。这种析出物的出现,会对晶界的迁移与合并产生钉扎作用,抑制晶粒的长大,增加铁素体不锈钢的晶粒致密度。     

钒钛对取向硅钢组织、织构和析出物的影响

过在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧流程,并在以Cu₂S为主抑制剂制造普通取向硅钢（CGO）的基础上,加入适量钒钛, 研究了钒钛对取向硅钢组织与磁性能的影响。结果表明,适量钒钛使热轧板和脱碳退火板组织更好,尤其使脱碳退火板的晶粒更加细小和均匀;加入适量钒钛不但使热轧板表面高斯织构强度更高,更使脱碳退火板中有利于高斯织构发展的γ织构强度更高;适量钒钛能形成Cu₂S+ (V, Ti)N等复合析出物,起到辅助抑制剂作用,加强抑制能力。细小均匀的晶粒、强度更高的有利织构和更强的抑制能力使CGO钢磁性能更佳。     

含铌取向硅钢第二相沉淀析出 相变动力学计算

采用第二相相关元素在基体中的过饱和度,即偏离平衡固溶度的程度计算相变自由能,根据计算出的驱动力进一步计算第二相析出的临界形核功和临界形核尺寸。分析了含铌取向硅钢中不同铌含量(0. 090%和0. 044%)对奥氏体中Nb(C,N)析出驱动力、临界形核功和临界形核尺寸的影响。计算结果表明:含铌取向硅钢中Nb(C,N)的析出驱动力随温度的降低而单调增大,且随铌含量增加而增大,临界形核功和临界形核尺寸均随温度的提高而变大,随铌含量增加而减小,但幅度不大。     

常化冷却工艺对低温取向硅钢组织及析出相的影响（英文）

利用OM、TEM与EDS技术,对Fe-3.2%Si低温取向硅钢热轧板进行不同常化冷却工艺处理后的显微组织、析出相及最终产品的磁性能进行分析,并与热轧板的组织和析出相进行对比。结果表明,常化板较热轧板的表层组织均匀,基体中再结晶比例增加,带状组织变窄;常化板中析出物的数量明显比热轧板的多,析出物主要有AlN、MnS及复合析出的(Cu,Mn)S等。在常化温度1120℃、保温3 min的条件下,采用二段式冷却较空冷、淬沸水、淬常温水的冷却工艺,常化板表层显微组织更均匀,沿板厚方向的显微组织的不均匀性显著,取向硅钢的磁性能最高;常化后采用二段式冷却工艺析出的细小析出物数量最多,且弥散分布在基体中,抑制剂的抑制效果最好,对成品获得高磁性最有利。     

热处理对薄带连铸取向硅钢铸带组织及析出物的影响

借助电子背散射衍射系统(EBSD)以及电子探针对不同热处理工艺下取向硅钢铸带的组织、织构及析出物进行研究。结果表明:铸带组织为细小的等轴晶,织构较弱,存在一定的{100}和{110}组分,900～1100℃热处理对其影响不大。而铸带中的析出物主要为100～250 nm的MnS-NbN复合析出物,Al N的析出受到抑制。经热处理后,固溶原子逐渐析出,形成了NbN以及MnS-NbN-AlN复合析出物,尺寸主要集中在160～480 nm。其中在1100℃热处理时析出物数量密度和尺寸增加最为明显。     

稀土Ce对含Cu低温取向硅钢铸态析出物的影响

采用激光共聚焦显微镜和透射电镜探究了稀土元素Ce对含Cu取向硅钢铸态组织和析出物的影响。结果表明,稀土元素Ce对含Cu取向硅钢铸态的组织能起到细化晶粒的作用;未加Ce的铸锭中存在粗大的(Cu,Mn)S+AlN粗大复合析出物,以及少量MnS和Cu₂S单独析出物;稀土Ce的加入不改变析出物的类型,但使析出物数量明显减少、尺寸有所增大。     

Nb-Mo微合金高强钢强化机理及其纳米级碳化物析出行为

采用SEM,EBSD,HRTEM和物理化学相分析等技术分别对0.1%Nb和0.1%Nb-0.19%Mo微合金低碳热轧钢进行了微观组织形貌、钢中析出相及强化机理的观测和分析.结果表明,与Nb钢相比,Nb-Mo钢的组织较为细小,组织中小角度晶界密度也较高,且Mo的添加使得Nb的析出率升高,尺寸在10 nm以下的纳米级MC型析出相(Nb,Mo)C含量较高,这种纳米级析出相(Nb,Mo)C具有较低的熟化速率,不易粗化,因此具有较高的沉淀强化增量,这也是Nb-Mo钢强度高于Nb钢的主要原因.     

高磁感取向硅钢中抑制剂质点硫化物与AIN析出形态的研究

采用透射电镜等试验方法，观察了两种温度１３８０℃及１３１０℃铸坯加热处理的高磁感取向硅钢中抑制剂质点的析出形态，证实较低温度处理时对硫化物的形态影响小，却促使ＡｌＮ析出更加细小，弥散，因此，提高了抑制剂质点对初次再结晶晶粒长大的抑制效果，这将有助于改善Ｈｉ－Ｂ钢的磁性能。     

取向硅钢低温板坯加热高温二次再结晶退火中抑制剂的析出特点

利用透射电镜研究了采用"固有抑制剂法"低温板坯加热试制普通取向硅钢冷轧板,高温二次再结晶退火过程中抑制剂的析出行为,分析了各种抑制剂对初次再结晶的抑制作用。结果表明:除常规AlN和AlN+Cu2S析出物之外,还有少量短棒状MnSiN2析出相(正交结构);AlN相具有强烈的抑制效果,起到了主抑制剂作用;少量的MnSiN2相具有辅助抑制作用,同时在高温二次再结晶退火条件下,部分MnSiN2分解并与基体中的Al作用生成AlN,加强了AlN的抑制作用。     

酸溶铝和硫含量对铸态取向硅钢高温组织演变的影响

采用激光共聚焦扫描显微镜(CSLM)观察了不同酸溶铝(Al_s)和硫含量的铸态取向硅钢试样在高温下的组织演变过程,分析了其影响机理。结果表明,不同的Al_s、S含量试样在冷却过程中出现了分阶段析出的异相组织。Al_s含量为0.010%的试样冷却过程中分阶段析出异相组织的温度分别为1188、1099、933℃,比Al_s含量为0.015%和0.025%的试样析出温度高,长大的速度慢,异相组织数量多,且其平均尺寸更小,从而具有更均匀的铸态组织。Al_s含量的增加降低了取向硅钢热处理过程中的相转变温度。Al_s和S含量的差异引起钢中氧化物如SiO_2、Al_2O_3和MnS、Al N析出物数量及尺寸的差异,是导致钢的组织差异的根源。     

取向硅钢中铜硫化物析出形式的第一性原理研究

利用Materials Studio软件中CASTEP模块对含铜取向硅钢中可能形成的Cu_(1.8)S、Cu_2S和CuS三种铜硫化物的结构及其形成热进行第一性原理研究。另外,对含铜取向硅钢中的析出相进行了透射电镜(TEM)实验研究。计算结果表明,Cu_(1.8)S、Cu_2S和CuS三种铜硫化物的形成热分别是-97.759 4、-1.205 5和-0.969 9 e V,表明Cu_(1.8)S具有最强的形成能力,在取向硅钢中最容易优先析出的铜硫化物为Cu_(1.8)S。TEM实验结果表明,在Cu含量为0.48%的取向硅钢中的析出相是立方结构的Cu_(1.8)S,呈细小颗粒状沿晶界析出。     

Nb和Mo对矿用磨球用钢微结构和相变的影响

对不同合金成分磨球用钢样品进行高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和JMatPro软件模拟计算,研究了Nb、Mo元素对其热处理过程中微结构和相变的影响。结果表明,试验钢中添加0.051%Nb元素的原奥氏体平均晶粒尺寸最小(38.8 μm),添加0.079%Mo元素的次之,无添加的最大,可达74.1 μm。添加Nb元素时,析出物类别主要为Nb(C, N)和MnS,析出物的数量最多,显著阻碍了高温奥氏体晶粒长大。添加Mo元素时,析出物类别主要为MnS和AlN,析出物数量次之,对奥氏体晶粒长大有一定的阻碍作用。Nb和Mo元素的添加均有利于扩大贝氏体转变区,增加贝氏体转变量,提高马氏体转变开始温度。