取向硅钢常化及其对二次再结晶影响的研究进展

取向硅钢是重要的铁芯材料,而常化是目前生产高磁感取向硅钢不可或缺的工业生产工序,它可以调整热轧板的组织、织构和抑制剂析出从而改善硅钢磁性能。本文综述了取向硅钢热轧与常化组织的遗传性规律与常化过程中抑制剂的演变规律,重点讨论了常化对初次再结晶和二次再结晶组织与织构的影响规律,指出常化组织中细小γ-晶粒群有利于二次再结晶,而大的变形α-晶粒与λ-晶粒不利于二次再结晶。最后针对低温加热渗氮型高磁感取向硅钢推荐了能最优化磁性能的三段式常化工艺及其参数。而如何在保证获得同等织构组分与抑制剂含量的基础上进一步简化工艺以及常化工艺在薄板坯连铸连轧和薄带连铸生产取向硅钢中的合理应用将是未来常化发展的重点方向。     

同步、异步组合轧制取向硅钢极薄带的织构研究

采用同步、异步组合轧制方式将成品工业取向硅钢板冷轧到0.08mm,然后在纯氢气炉中高温退火,采用ODF和反极图定量分析硅钢薄带的冷轧和再结晶织构。研究结果表明,在同步、异步组合轧制方式下,冷轧薄带的变形织构与一般常规冷轧板的相同,但沿板厚呈现了不对称分布,经840℃保温6h退火,晶粒取向为集中的{110}〈001〉。     

无取向硅钢在全工艺流程中的组织和织构变化

选用硅含量2.5％～3.5％(质量分数)的无取向硅钢作为分析对象,研究了其在全工艺流程(热轧、常化、冷轧、退火)中的组织和织构变化.结果表明:由于形变和温度场的分布特征,该无取向硅钢热轧板形成组织分层,表层为再结晶组织,中心层为带状回复组织,过渡区域混杂分布再结晶和回复组织.同时厚度方向表现出很大的织构梯度,并会一直遗...     

低温薄规格取向硅钢初次再结晶组织对二次再结晶行为的影响

取向硅钢成品带材具有锋锐的Goss织构,其前提是需要保证在高温退火过程中能发生完善的二次再结晶,而合适的初次再结晶组织是发生二次再结晶的关键要点之一,探索初次再结晶组织对二次再结晶行为的影响具有重要的研究意义。分析了低温薄规格取向硅钢在不同脱碳退火时间条件下的初次再结晶组织,并研究了初次再结晶组织对二次再结晶行为的影响规律。结果表明:在脱碳退火温度880℃条件下,最佳退火时间约为3 min,此时高温退火可发生完全二次再结晶。延长脱碳退火时间,初次再结晶组织平均晶粒尺寸增大,导致二次再结晶不完善,高温退火后出现"细晶"组织。二次再结晶不稳定很大程度是初次再结晶组织中心层的{100}〈025〉取向晶粒长大所致,最终未发生二次再结晶的"细晶"组织也多为{100}〈025〉取向。     

残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的影响

研究了脱碳退火样品中的残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的组织和磁性能的影响。结果表明：随着脱碳退火样品中残余碳含量的提高,初次再结晶的平均晶粒尺寸减小,表层和中心层的晶粒尺寸差增大;初次再结晶的强{111}<110>或{111}<112>织构向强{112}<110>织构转变,部分1/4层的Goss晶粒或{111}<112>晶粒转变为其他取向的晶粒;残余碳含量超过0.0200%后,高温退火样品二次再结晶不完善,磁性能较差。相变是导致上述现象的主要原因。     

0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究

利用X射线衍射织构分析技术和电子背散射衍射微织构分析技术,对0.20mm CGO硅钢薄板在高温退火缓慢升温过程中表层和次表层的织构演变规律进行了研究。结果表明:0.20mm CGO硅钢在高温退火过程中经历了低温回复、初次再结晶、初次再结晶晶粒长大和二次再结晶形成最终锋锐Goss织构的演变过程。Goss取向晶粒最初起源于变形回复基体中残存于{111}〈112〉形变带上少量的Goss晶粒亚结构,600℃保温2h后,Goss取向晶粒率先从变形基体中转变形核,在随后的升温过程中逐渐发生再结晶,Goss取向晶粒在此过程中并不具有尺寸优势,700℃时初次再结晶完成,基体中以γ纤维织构和{112}〈110〉织构为主;随着退火温度的升高,Goss晶粒的含量和平均晶粒尺寸逐渐增加,在900~1000℃之间,Goss取向晶粒迅速"吞噬"其他取向晶粒形成锋锐的Goss织构,1000℃时已经发生了二次再结晶。     

CGO硅钢初次再结晶组织及织构演变规律

对3%(质量分数)Si CGO硅钢冷轧板进行初次再结晶退火实验,设置不同的退火保温时间,将退火后的样品分别使用OM,TEM及EBSD进行分析,观察其微观组织、位错及织构分布,研究CGO硅钢初次再结晶过程中组织及织构的演变规律。结果表明:随着退火保温时间的延长,回复再结晶的程度增加,当保温时间延长至300s时,再结晶基本完成且呈现等轴晶状态,随着保温时间的延长,组织中位错密度降低。初次再结晶退火保温时间对初次再结晶织构分布有影响:随着保温时间的延长,{111}〈112〉和{110}〈112〉织构含量不断下降,{111}〈110〉织构的含量先减少后增加,立方及旋转立方组分基本保持不变,Goss织构组分逐渐增多。当保温时间较短时,晶粒取向差主要为小角度晶界并存在大量亚晶,随着保温时间的延长,大角度晶界逐渐增多。     

高硅钢薄板退火过程中的织构演变

采用传统的轧制和退火工艺制备了0.30mm厚的6.5%（质量分数）Si高硅电工钢薄板,采用X射线衍射技术对退火过程中的再结晶织构进行了研究。冷轧高硅钢薄板700℃退火形成以{111}〈112〉为峰值的γ织构（〈111〉∥ND）和以{001}〈210〉为峰值的{001}织构;而900℃以上温度退火则形成强{001}〈210〉织构。进一步的研究表明是在晶粒长大过程中{001}〈210〉发展成为主要再结晶织构组分。     

Mn对高牌号无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

本文借助OM、EBSD和磁性能测量仪,研究了Mn对高牌号无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响。结果表明,与0.2Mn相比,1.6Mn热轧板再结晶过程受到较大程度的抑制,这导致旋转立方织构强度明显增强。经920℃常化后,相较于热轧板,常化板组织明显改善,且基本保留了热轧板的织构组分,但添加1.6%Mn对常化板织构影响较小。930℃退火后,相较于0.2Mn, 1.6Mn成品板晶粒尺寸略大一些,同时不利的{111}织构含量几乎不变,有利的{100}织构含量降低,导致织构因子下降,因此磁感B_(5000)由1.683T降至1.644T。对于铁损,Mn含量增高导致铁损P_(1.5/50)由2.45 W/kg下降至2.35 W/kg,而高频铁损P_(1.0/400)则可能由于涡流损耗大幅降低,导致其从19.29 W/kg明显降至17.36 W/kg。     

无取向硅钢晶粒长大过程中应力对织构和晶界变化的影响

采用EBSD技术研究了有、无拉应力作用下无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化的规律。结果表明:在晶粒生长期间,无应力作用下的硅钢中,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化,而{100}〈001〉织构组分弱化;与无拉应力作用下的情况相比,施加5MPa的拉应力时,{111}〈112〉,{111}〈110〉织构组分强化的速率下降,{100}〈001〉织构组分变化不明显。对于在晶粒生长期间持续变化的{111}〈112〉,{111}〈110〉和{100}〈001〉织构组分而言,虽然有、无拉应力作用下硅钢的{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率均下降,而{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率则上升,但当有拉应力作用后,{111}〈112〉和{111}〈110〉织构组分的高取向差角度晶界频率下降的速率变小,{100}〈001〉织构组分的高取向差角度晶界频率上升的速率稍有变小。通过对无取向硅钢在晶粒长大过程中织构转变及晶界变化规律的研究,分析了合金原子在晶界的偏聚行为。     

升温速率对冷轧超薄取向硅钢再结晶行为的影响

利用EBSD技术对比分析了升温速率对冷轧超薄取向硅钢再结晶行为的影响.结果表明,冷轧超薄带中再结晶形核位置、再结晶织构类型受升温速率的影响不大,主要取决于形变组织;剪切带、{111}〈112〉取向晶粒晶界、形变带和形变不均匀区均为再结晶的形核位置,剪切带的再结晶形核优势更为明显;再结晶晶粒取向以Goss({110}〈001〉)取向为主,同时存在{210}〈001〉、{310}〈001〉以及一定比例的杂乱取向.然而,升温速率显著影响Goss织构的强度及退火样品的组织均匀性;慢速升温条件下,Goss织构比例和锋锐度降低,说明回复导致不同织构的形变组织储存能差异减小,降低了Goss取向的形核优势;快速升温条件下,剪切带内的Goss晶核具有更大的形核优势,吞并临近的形变组织完成再结晶,形成更强和锋锐的Goss织构.此外,快速升温可提高再结晶完成后的组织均匀性、降低平均晶粒尺寸.     

轧制方式对6016铝合金薄板组织和塑性各向异性的影响EI北大核心CSCD

利用凸耳实验、X射线衍射仪、EBSD等手段研究了热轧退火后常规轧制(NR)、横向轧制(TR)、交叉轧制(AR)等轧制方式对6016铝合金组织和平面各向异性的影响。结果表明:热轧退火后6016铝合金形成了强烈的立方织构{100}〈001〉。NR,TR冷轧板具有38%~44%的β取向线织构(主要包括铜,S,黄铜织构组分),但是AR冷轧后保留了12.2%的立方织构组分,变形织构组分很弱,因此AR冷轧板材制耳率最差,为7.1%。6016铝合金经过固溶处理后,NR,TR板形成9.12%强烈的立方织构,AR板的织构明显弱化且随机分布,因而AR再结晶退火板制耳率较NR,TR板的6%~8.16%明显降低,为2.76%。固溶处理后6016铝合金板的平均晶粒尺寸分别为23,25,22μm,AR轧制后合金的晶粒最小且分布最均匀。因此交叉轧制能有效改善6016铝合金板再结晶退火后的组织均匀性和塑性各向异性。     

低碳Cr-Mo系深冲双相钢组织与织构演变

通过组织观察以及TEM与XRD技术研究了低碳Cr-Mo系深冲双相钢组织与织构演变规律。结果表明:奥氏体未再结晶区终轧有利于形成{112}〈111〉织构,冷轧过程中{001}〈110〉,{112}〈110〉与{223}〈110〉织构稳定增加,退火过程中形成有利于深冲性能的〈111〉//ND以及{554}〈225〉与{332}〈113〉织构;820℃与860℃临界区退火后γ纤维织构密度差异较小,但是高温退火增大{111}〈110〉与{111}〈112〉织构的取向密度差值,归因于贝氏体中的固溶碳以及贝氏体相变时的变体选择;高温卷取能诱发热轧板中Mo基碳化物粒子析出,并在退火保温过程中回溶,既能发展再结晶织构,又能促进第二相形成。     

轧制方式对6016铝合金薄板组织和塑性各向异性的影响

利用凸耳实验、X射线衍射仪、EBSD等手段研究了热轧退火后常规轧制(NR)、横向轧制(TR)、交叉轧制(AR)等轧制方式对6016铝合金组织和平面各向异性的影响。结果表明:热轧退火后6016铝合金形成了强烈的立方织构{100}〈001〉。NR,TR冷轧板具有38%～44%的β取向线织构(主要包括铜,S,黄铜织构组分),但是AR冷轧后保留了12.2%的立方织构组分,变形织构组分很弱,因此AR冷轧板材制耳率最差,为7.1%。6016铝合金经过固溶处理后,NR,TR板形成9.12%强烈的立方织构,AR板的织构明显弱化且随机分布,因而AR再结晶退火板制耳率较NR,TR板的6%～8.16%明显降低,为2.76%。固溶处理后6016铝合金板的平均晶粒尺寸分别为23,25,22μm,AR轧制后合金的晶粒最小且分布最均匀。因此交叉轧制能有效改善6016铝合金板再结晶退火后的组织均匀性和塑性各向异性。     

TSCR热轧工艺对3.2%Si无取向硅钢组织性能的影响

研究了薄板坯连铸连轧流程(TSCR)条件下热轧工艺对3.2%Si-0.7%Al无取向硅钢组织、织构演变及磁性能的影响规律。结果表明,提高均热温度和热轧温度有助于获得粗大的变形组织和强烈的{001}〈110〉织构,进而对后续的组织、织构演变进程及磁性能产生有利的遗传影响。与低温均热和低温热轧相比,高温均热和高温热轧得到的最终成品板的再结晶晶粒较粗大,λ纤维再结晶织构较强而γ纤维再结晶织构较弱,磁感应强度较高。     

3104铝合金再结晶织构的研究

应用取向分布函数(ODF)研究和分析了3104铝合金经不同工艺退火后的再结晶织构.结果表明:3104铝合金,形变织构由C{112}〈111〉,B{110}〈112〉,S{123}〈634〉织构组分组成;退火温度和保温时间对3104铝合金再结晶织构有重要影响,在低温短时退火时立方织构取向密度较弱,但随温度升高和保温时间的延长,立方织构取向密度逐渐增加,在经350℃60min,400℃60min和450℃15min等温退火后,再结晶基本完成,立方织构取向密度在400℃保温60min退火时达到最大,约为10级,但仍保留有少量冷轧织构;随着退火温度的升高,第二相粒子Al6(Fe,Mn)和Al(Fe,Mn)Si在再结晶过程中起到了粒子促进形核作用(PSN).     

P、Ti对高强IF钢{=111}面织构的影响

借助电子背散射衍射（EBSD）技术测量和计算了高强IF钢退火试样的取向分布函数（ODF）、织构组分的含量和7取向线强度。研究了{111}（112）和{111}010）织构组分的变化,分析了P、Ti对{111}面织构的影响机理。P的存在阻碍了位错的运动和晶界的迁移,进而使再结晶晶粒取向趋于一致,形成较尖锐的{111}面织...     

IF钢铁素体区热轧和退火过程中织构的演变

研究了一种Ti—IF（Interstitial—free）钢在铁素体区热轧和退火过程中织构的变化．由于轧制过程摩擦的影响,热轧织构和退火织构在厚度方向上都有很大的差异．在钢板的表层,热轧织构的主要组分是{110}（001）,退火后表层的铁素体晶粒没有发生再结晶,该组分转变为（001）（110）;在试样的中心和1／4面,热轧织构组分主要是较弱的（111）／／ND（板法向）织构和部分（110）／／RD且在{001}（110）处最强;退火后中心面上的晶粒发生了完全再结晶,{001}组分转变为（111）／／ND组分使（111）／／ND织构成为唯一织构组分且在{111}（112）处最强．     

超低碳、氮Cr17铁素体不锈钢低温轧制工艺中织构演变

研究了铁素体不锈钢在低温轧制过程中织构演变及γ纤维再结晶织构的形成机制。结果表明：1.冷轧退火板厚度方向各层织构特征存在显著差异,这主要是由于低温轧制过程中沿板厚方向不同应变状态导致的热轧织构悌度的遗传;2.热轧及退火后,表层织构以剪切织构组分为主,冷轧后得到主要组分集中在{112}〈110〉和{111}〈110〉的冷...     

初次再结晶组织和渗氮量对低温渗氮取向硅钢二次再结晶行为的影响

通过控制初次再结晶工艺获得尺寸不同的低温渗氮取向硅钢初次再结晶组织,研究初次晶粒尺寸对二次再结晶行为和磁性能的影响,探索初次晶粒尺寸过大条件下合适的渗氮量,并分析初次再结晶组织中{411}〈148〉织构对二次再结晶行为的影响。结果表明:随着初次晶粒尺寸由10μm升高至15μm,二次再结晶温度升高,Goss织构更加锋锐,成品磁性能提高,当初次晶粒尺寸为28μm时,合适的渗氮量约为6×10-4。初次再结晶组织中{411}〈148〉取向晶粒生长能力更强,极易粗化,阻碍二次晶粒的异常长大,同时{411}〈148〉与黄铜晶粒之间为大于45°的低迁移率晶界,对黄铜晶粒异常长大的阻碍作用更为显著。