薄带连铸取向Fe-6.5％Si钢形变热处理过程组织演化

设计并利用双辊薄带连铸工艺制备出取向Fe- 6. 5%Si钢铸带,研究了热处理工艺对铸态、形变和初次再结晶组织、织构及析出物的影响规律。结果表明,铸带退火可以促进铸态组织中的柱状晶长大,同时增加200nm以下MnS- AlN或MnS- NbN复合析出物的面密度。随着铸带退火温度升高,冷轧组织中变形带宽度以及带内剪切带长度增加,初次再结晶织构中{111}〈112〉组分增强,{110}〈001〉晶粒所占比例增大。铸带退火有助于改善冷轧板高温退火过程中的二次再结晶行为,提升产品磁性能。     

双辊连铸3%Si无取向硅钢铸带特征

针对传统工艺生产硅钢周期长、能耗大等缺点,采用双辊连铸工艺制备3%Si无取向硅钢连铸薄带,利用MEM,SEM和TEM观察了铸带的组织、织构及析出物,同时对比了Al的质量分数为0.6%和0.9%的连铸薄带在组织、织构及析出物特征方面的异同.结果表明:双辊连铸工艺生产的3%Si无取向硅钢铸带的组织为均匀等轴晶粒,平均晶粒尺寸约为300μm;织构组成随Al质量分数的不同具有明显差别,Al质量分数为0.9%的铸带中{100}织构强度是随机织构的7倍;铸带中的析出物为A1N和MnS,最大尺寸分别为500和50nm左右.     

常化处理对1.1 %Si无取向硅钢组织和性能的影响

针对Si的质量分数为 1.1 % 无取向硅钢试验材料,通过980 ℃×140 s常化和未常化处理,采用XRD、EBSD和磁性能测量技术对比分析了常化和未常化对 1.1 %Si 无取向硅钢常化、退火态组织、织构与成品磁性能的影响。结果表明：980 ℃×140 s常化处理使热轧组织增大约23 μm,最终成品晶粒尺寸增大约12 μm,均匀性提高;常化后的组织的{100}织构增强约 3.0 % ,{111}取向织构减弱约 2.6 % ,成品{100}织构增强约 0.43 % ,{111}取向织构减弱约 6.5 % ;硅钢磁感 B50 值提高 0.021 T ,铁损 P1.5/50 值降低 0.34  W/kg。     

退火温度和时间对冷轧无取向硅钢组织与织构的影响

针对冷轧无取向硅钢退火工艺的特点,研究了退火温度和保温时间对成分为0.004%C、0.33%Si的冷轧无取向硅钢晶粒组织和织构演变的影响.结果表明:退火后,α线上{100}织构密度明显减弱,取向从{112}〈110〉向{111}〈112〉大量聚集;适当增加保温时间有助于提高{100}〈hkl〉织构,900℃、保温180 s,水冷得到的织构分布比较均匀,{001}面织构占有率比较高.     

50W600 冷轧无取向电工钢退火过程组织和织构取向的演变

通过金相和电子背散射衍射法(EBSD)研究50W600冷轧无取向电工钢(0.003%～0.008%C、0.3%Si)在700～760℃3～360 s退火水冷时的组织和织构取向演变.结果表明,随退火温度的提高,钢的再结晶率和晶粒尺寸增大,740℃退火时,当保温时间由10 s增加至360 s,再结晶率由22.5%提高到100%,平均晶粒尺寸由3.08μm增大至17.17 μm.同时再结晶织构a线的取向密度下降,在15 8时{001}<110>、{112}<110>、{111}<110>、{110}<110>的取向密度均为1.5左右,y线上{111}<011>和{111}<112>的取向密度稳定在0.25左右.     

常化处理对1.1%Si无取向硅钢组织和性能的影响

针对Si的质量分数为1.1%无取向硅钢试验材料,通过980℃×140s常化和未常化处理,采用XRD、EBSD和磁性能测量技术对比分析了常化和未常化对1.1%Si无取向硅钢常化、退火态组织、织构与成品磁性能的影响。结果表明:980℃×140s常化处理使热轧组织增大约23μm,最终成品晶粒尺寸增大约12μm,均匀性提高;常化后的组织的{100}织构增强约3.0%,{111}取向织构减弱约2.6%,成品{100}织构增强约0.43%,{111}取向织构减弱约6.5%;硅钢磁感B50值提高0.021T,铁损P_(1.5/50)值降低0.34W/kg。     

取向硅钢薄带形变再结晶组织及织构演变

利用背散射电子衍射微织构分析技术及X射线衍射织构分析技术,结合对取向硅钢薄带再结晶各阶段退火板磁性能的分析,系统研究了其形变再结晶过程中的组织及织构演变.结果表明,薄带内原始高斯晶粒取向发生绕TD轴向{111}〈112〉的转变,同时晶粒取向还表现出绕RD轴的附加转动,这种附加转动及其导致的表层微弱立方形变组织可为再结晶立方织构的形成提供核心.退火各阶段样品磁性能的变化对应了{110}-{100}〈001〉有益织构及其他织构的强弱转变以及再结晶晶粒不均匀程度的变化,综合织构类型及晶粒尺寸的变化推断发生了二次及三次再结晶过程.升温过程再结晶织构演变主要体现了织构诱发机制,也即与基体存在绕〈001〉轴取向关系的晶粒长大优势结合高斯织构的抑制效应发挥作用;而在高温长时间保温后三次再结晶过程,{110}低表面能诱发异常长大发挥主要作用使得最终得到锋锐的高斯织构.      

冷速对高硅钢快凝薄带组织结构的影响

本文采用单辊快速凝固技术制备出Fe-6.5%Si的高硅钢薄带,研究了冷却速度对快凝薄带的显微组织及织构变化的影响,并对不同辊速的板带组织晶粒尺寸进行计算。结果表明,不同辊速下制备的快凝带均形成了近{100}织构,且在凝固过程中,温度梯度方向偏离了薄带法向,形成了{116}织构。     

无取向硅钢50W600组织和织构演变规律的研究

利用光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)研究了铸坯、热轧板、冷轧板和退火板的组织和织构,采用磁性能测试仪测试磁性能。结果表明,通过使用电磁搅拌可使连铸坯中心等轴晶率达到44.5%,采用高温卷取工艺使热轧钢板表面组织发生完全再结晶,平均晶粒尺寸为28.5μm,热轧板中心位置组织由再结晶晶粒和长条带状组织交错组成,退火板平均晶粒尺寸为74.2μm。热轧板厚度方向织构分布不均匀,表层织构主要为黄铜织构和高斯织构,1/4层织构主要为{100}和{112}组分,中心织构主要为{100}和{110}组分,退火板织构主要由{111}面织构和较弱的{100}面织构组成。随机抽取成品样板采用爱泼斯坦方圈法测量磁性能,结果满足用户要求。     

3.10％Si高牌号冷轧无取向硅钢组织织构演变的研究

以3.10%Si高牌号无取向硅钢为研究对象,对其热轧板、常化板、冷轧板和退火板进行了组织、织构分析。结果表明,热轧板组织沿厚度方向分布不均匀,从表层到芯部变化较大,分层明显,表层织构主要为{111}和{112};常化板组织在厚度方向与热轧板类似,但晶粒明显长大,组织均匀性较好,平均晶粒尺寸为119μm,织构组分与热轧板基本相当;冷轧板为沿着轧制方向伸长的纤维组织;退火板为再结晶组织,平均晶粒尺寸为151μm,{001}100织构组分含量最高。     

50W600正常晶粒长大过程中再结晶织构演化研究

运用EBSD技术研究了50W600无取向硅钢再结晶晶粒正常长大过程中织构的演化机理。结果表明:再结晶晶粒长大过程中织构演化源于不同织构组分长大速率不同;晶粒尺寸不是唯一决定某取向晶粒长大的因素;晶粒与其周围其它晶粒取向差角分布是影响该晶粒长大的重要参数;{111}<112>与{111}<110>取向晶粒长大过程中的相互竞争导致{111}面织构取向锋锐度交替变化;950℃退火时,随退火时间延长,{100}<120>织构、{100}<310>织构减弱,{110}<001>增强;恒定退火时间3.5 min,随退火温度升高,{110}<001>、{100}<120>、{100}<310>织构均增强;温度对不同取向晶粒取向差角分布有较大影响。     

热轧常化温度对3．0%Si无取向电工钢组织和性能的影响

当常化温度由850℃提高至1 100℃,0.005%E-3.0%Si无取向电工钢2.5 mm热轧板的平均晶粒尺寸由60μm增至200μm;当热轧板常化温度为1 000℃,0.5 mm冷轧板850℃+950℃退火后的晶粒尺寸最大,为105μm。随热轧板常化温度提高,冷轧板退火后{111}、{112}和{114}织构明显减弱,{100}织构增强,热轧板最佳常化温度为900～1 050℃,该电工钢的铁损最低。     

退火均热时间对Fe-3.2 %Si无取向硅钢铁损的影响研究

研究了连续退火均热时间对Fe-3.2 %Si高牌号无取向硅钢P1.0/50和P1.5/50铁损性能的影响规律。结果表明：随着退火均热时间的增加,P1.0/50和P1.5/50均呈现先降低再升高的趋势,P1.0/50在110 s时最低值为1.008 W/kg,而P1.5/50在90 s时最低值为2.601 W/kg;当退火均热时间从50 s增加到130 s时,平均晶粒尺寸从70 μm增加至164 μm。均热时间短,{110}〈001〉取向晶粒尺寸小、数量多,其织构组分强度高;随着均热时间增加,γ纤维和{100}〈0vw〉、{110}〈001〉强度增强,但增幅逐渐变缓。在退火温度1 000 ℃×90 s工艺下,Fe-3.2 %Si可获得较优异的,P1.0/50和P1.5/50铁损性能和均匀性高的材料组织。     

稀土铈对2.9%Si无取向硅钢磁性能的影响

 摘 要： 为了获得磁性能优良的高牌号无取向硅钢,系统地研究了稀土铈对2.9%Si无取向硅钢中夹杂物的变质及粗化,退火板的组织、织构及磁性能的影响规律。结果表明：钢中添加适量（质量分数0.005 5%）的铈能使夹杂物聚集粗化,最终使成品再结晶晶粒尺寸增大,有利织构组分{100}和{110}面织构增多,不利织构组分{111}面织构减少,磁性能达到最佳。但是当铈添加过量（质量分数0.019%）时,其作用反而相反。     

铈对3.0%Si无取向电工钢磁性能的影响

实验室模拟CSP流程生产了添加铈元素的无取向电工钢,研究了0~0.015%Ce含量对3.0%Si无取向电工钢成品组织、织构、析出物和磁性能的影响。结果表明,适量的Ce能使钢中夹杂物聚集粗化,成品退火后,再结晶晶粒尺寸变大,{100}和{110}织构增多,{111}织构减少。本次实验条件下,3.0%Si无取向电工钢最佳Ce含量为0.0062%,此Ce含量下成品的铁损P15/50为2.75 W·kg~(-1),磁感B50为1.728 T。     

高硅钢近柱状晶初始组织的形变、再结晶行为及磁性能

采用电子背散射衍射技术对高硅钢近柱状晶初始组织直接热轧、温轧、冷轧和退火组织及织构演变进行分析,并测定相应退火板的磁性能.该实验条件下组织与织构演变规律体现了表层剪切细小组织和中心层粗大组织的竞争关系,其中中心层组织与原始立方取向相关或表现为α线取向.柱状晶的影响在最终退火组织中仍存在,少量立方取向区域可遗传到最终退火板中,虽然没有大量出现,仍有效削弱了{111}织构.形变退火过程中与原始立方取向线有关的晶粒尺寸普遍较大,有利于磁性.样品最终的磁感应强度低于文献报导的强{120}〈001〉或{100}〈021〉织构样品,但高于普通无取向高硅钢,且轧向和横向磁感应强度值差异小,所以柱状晶组织有利于无取向高硅钢的制备.      

Fe-6．5％Si快速凝固极薄带

应用单辊快凝方法成功地制备出Fe-6．5%Si擞晶极薄带，并对其工艺参数和影响因素进行了研究。制得的这些极薄带的组织和磁性也进行了研究和分析。实验结果表明，铸态薄带表面光亮、平整并具有良好的冷轧延展性。铸态极薄带经1020～1070℃真空(真空度8×10^-4pa)退火1h，极薄带组织发生再结晶和异常晶粒长大，并出现(100)[ovw]面织构。遇火后的极薄带在400～3000Hz内展示出比通常Fe-3%Si薄带更优秀的软磁性能。     

Fe-6.5%Si钢极薄带的试制

 为了研究Fe-6.5%Si钢极薄带的制备工艺,并获得良好的产品磁性能,以薄带铸轧试验机制备的6.5%Si钢铸带为原料,分别采用一次温轧法、二次温轧法和基于应变诱导无序(DID)原理的高硅钢室温冷轧3种工艺制备出厚度为0.1 mm的Fe-6.5%Si钢。分析结果显示,一次温轧法退火后以高强度γ织构为主,由于压下率达到90%,形变储能高,晶粒尺寸最大,铁损最低,同时磁感也最低;二次温轧的退火板除了γ织构外,还有较强的η织构,故其磁感值高于一次温轧法,该方法得到的6.5%Si钢薄带综合磁性能最优,但生产成本高,效率低;基于DID原理,对6.5%Si钢热轧板在温度为300～450 ℃、压下率为45%～65%的条件下进行温轧,实现了6.5%Si钢软化,随后可将6.5%Si钢室温冷轧至0.1 mm,此时温轧板和冷轧板内部有序相消失,基体变成无序态;室温冷轧板退火后晶粒更细,铁损略有升高。此外,室温冷轧可促进{111}<112>形变晶粒在冷轧剪切带中形核形成有利织构,因此磁感值得到更大提升;采用DID原理进行室温冷轧,效率较高,后续可通过优化退火工艺使其进一步降低铁损,该方法为薄带铸轧工艺批量生产磁性能优异的6.5%Si钢极薄带提供技术参考。     

退火温度对2.90%Si冷轧无取向硅钢组织和磁性能的影响

为了给工业生产中退火工艺的制定提供技术依据,对2.90%Si无取向硅钢进行了退火试验,从而发现退火温度对2.90%Si无取向硅钢的组织、织构以及磁性能的影响规律。试验结果表明,在试验温度范围内,冷变形组织均发生了再结晶行为,且织构以{111}织构组分为主;在退火温度为880~900℃时,晶粒均匀性最佳。     

无取向电工钢冷轧及退火织构的演变

运用不同冷轧、退火工艺的实验及ODF分析方法,分析了电工钢50W600的热轧织构、冷轧织构及再结晶织构的演变.研究表明:热轧带几乎是随机织构,α线非常弱;随着冷轧变形量的提高,晶粒在α线取向附近聚集程度不断提高,变形81%时,{001}《110》和{112}《110》取向密度分别为12和14.随退火温度升高和保温时间延长,α线的取向密度下降,{001}《110》和{112}《110》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.通过控制冷轧及退火工艺,可有利于发展高{100}织构组分的冷轧无取向电工钢.