冷轧电工钢织构演变与磁性能的关系

冷轧无取向电工钢员重要的使用性能为铁磁性能，而电工钢的织构状态是决定铁磁性能的主要因素之一。有利织构的演变及形成取决于整体生产工序各环节的工艺参数设计。着重从基础理论方面探讨了热轧、冷轧、再结晶过程中织构的演变，并加以实例进行了说明。     

稀土对冷轧无取向电工钢成品组织和磁性能的影响

在220mm×1280mm弧形连铸机通过自动喂丝机经金属耳管向结晶器电工钢水(/%:≤0.005C、2.0～2.6Si、0.20～0.30Mn、0.008P、0.001～0.009S、0.15～0.40Al、≤0.0010[O])喂稀土丝。通过光学、电子显微镜,系统地研究了钢中稀土含量(0～0.45%RE)对0.5 mm退火的冷轧无取向电工钢成品组织和织构、夹杂物形态和分布,以及磁性能的影响。结果表明,当钢中稀土含量为0.008%～0.020%时,能有效控制细小夹杂物的有害影响,促进退火成品晶粒尺寸增大,增强有利织构组分,显著地改善了冷轧无取向电工钢成品的磁性能。     

热轧终轧温度对冷轧无取向电工钢析出物的影响

研究了热轧终轧温度对低碳低硅无取向电工钢热轧带中第二相析出物的影响。结果发现，在高温γ相区终轧卷相后，析出物的直接较大，析出物体积分数较高；在α γ两相区终轧卷相后，析出物的直径也较大，但析出物体积分数较小；在α相区终轧卷取后，析出物的直径较小，析出物体积分数较小。     

热轧工艺对冷轧无取向硅钢50W600磁性能的影响

试验了180mm铸坯加热温度(1200℃、1180℃)、2.3mm热轧卷轧制道次(7道次、5道次)、精轧终轧温度(780～860℃)和卷取温度(≤710℃)对0.5mm冷轧无取向硅钢50W600的铁损和磁感应强度的影响。结果表明,降低铸坯加热温度,提高终轧温度和卷取温度,有利于改善该冷轧无取向硅钢成品的磁性能;而粗轧道次对成品磁性能无明显影响。     

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.     

二次冷轧压下率对无取向电工钢薄带磁性能和织构的影响

研究了二次冷轧压下率对无取向硅钢薄带磁性能和织构的影响,结果表明:采用二次冷轧工艺时,55%左右的二次冷轧压下率能够获得磁性能优良的0.2 mm厚无取向硅钢薄带.当二次冷轧压下率高于55%后,成品钢带中对磁性能不利的r织构组分比例逐渐增强,特别是{111}<112>、{111)<110>织构.采用55%左右的二次冷轧压下率制造能获得{100}面织构和高斯织构比例都较高的产品,其铁损P1.0/400能够降低到10.6 W/kg,同时磁感B50能达到1.68T.     

冷轧无取向电工钢的试制

利用本钢技术中心试验厂技术手段,并与北京钢铁研究院合作,试制了用作家电用电机、微电机、小电机或部分中型电机铁芯的冷轧无取向电工钢。试制钢硅含量小于0.5%,钢板表面平滑,公称厚度0.5mm,且厚度均匀偏差小,性能测定结果表明,产品的磁性能、力学性能满足其使用要求。     

化学元素对冷轧无取向电工钢磁性能的影响

文章介绍和分析了主要合金元素、杂质元素及特殊元素对低碳低硅冷轧无取向电工钢磁性能的影响及各元素对磁性能的作用机理。结果表明,Si、Al、Mn等主要合金元素是磁性能的主要决定因素,随着其含量的增加,铁损值升高,磁感值降低;C、N、O、S、Ti等杂质元素均不利于磁性能;Sn、RE等特殊元素加入后可使有利织构的组分明显增加,优化磁性能。     

热轧板初始组织对冷轧无取向硅钢织构演变的影响

研究了27.5 mm热轧板的初始组织(热轧态,850℃退火、950℃退火)对冷轧态和870℃退火的0.5mm冷轧无取向硅钢50W600薄板(/%:0.004C、0.33Si、0.38Mn、0.099P、0.007S、0.32Al)织构演变的影响。结果表明,经冷轧后冷轧板织构中{100}〈011〉和{112}〈110〉织构密度明显增大,末退火热轧板轧成的冷轧板织构密度较退火热轧板轧成的冷轧板强;经未退火热轧板冷轧成的薄板再结晶退火后的织构中主要为{100}〈011〉、{110}〈011〉和{111}〈112〉,退火热轧板冷轧成的薄板再结晶退火后的织构除{100}〈011〉和{110}〈011〉外还有密度较强的高斯织构。     

热轧板常化温度对冷轧无取向电工钢退火组织和磁性能的影响

研究了≤0．005％C-2．5％-2．8％Si的2．5mm热轧电工钢板在850—1100℃常化对0．5mm冷轧板880℃＋950℃退火后组织和磁性能的影响。结果表明，热轧板常化温度升高，冷轧板退火后的再结晶晶粒增大，铁损降低，磁感呈单调递增趋势；热轧板常化温度超过1000℃，因第2相固溶而后弥散析出，退火冷轧晶粒细化，铁损增加，因此该钢热轧板最佳常化温度为1000℃。     

化学成分对低牌号冷轧无取向电工钢铁损的影响

通过50 kg真空感应炉熔炼-锻造成100mm×25mm板坯-350四辊轧机热轧2mm带材-350四辊冷轧机轧成0.5mm带材流程,研究了主要元素(%)-0.015～0.070C、1.21～2.30Si、0.25～0.33Mn、0.013～0.018P、0.008～0.017S、0.002～0.210A1对低牌号冷轧无取向电工钢铁损的影响.结果表明,随钢中碳、磷、硫、锰含量的增加,冷轧无取向电工钢铁损明显增加;随硅含量增加,钢的铁损降低;铝与钢中的氮形成细小的AlN颗粒,阻碍钢材晶粒长大,随钢中铝含量增加,铁损增加.     

双辊薄带连铸对无取向电工钢组织和性能的影响

实验室20kg感应炉冶炼的成分(％)为：0．001～0．004C，0．17～3．00Si无取向电工钢水注入SLB-1双辊薄带连铸机的水冷结晶辊和侧封板形成的熔池中，铸成2．0～3．0mm铸带，再经表面研磨和冷轧成0．5mm的带钢。试验结果表明，铸带组织为经过再结晶的粗大等轴晶结构，由连铸薄带轧成的冷轧带成品的铁损与常规产品相当，磁感较常规产品高0．04～0．06T，因为双辊连铸薄带成品有利面织构比率高于常规产品。     

退火工艺对0.17C冷轧链条用钢板组织和性能的影响

在实验室真空加热炉内进行了1.0 min冷轧链条用钢板650～690℃、2～6h的罩式退火模拟试验。结果表明,冷轧链条用钢的组织为铁索体+游离渗碳体,增加退火温度和时间,钢的组织趋向均匀,退火后钢的抗拉强度Rm为395～415 MPa;增加退火温度和时间,HRB硬度值从68.9降至65.0,伸长率由36%增加至39%。该退火工艺可用于工业性生产。     

退火温度对冷轧无取向硅钢组织结构和磁性能的影响

研究了成分为0.003%C- 1.6%Si的0.5mm无取向冷轧板850～1000℃退火后的晶粒、织构、铁 损和磁感应强度。试验结果表明,随退火温度增高,晶粒的平均尺寸由850 ℃23μm 增加至1000℃115 pm, 铁损由850℃4.36 W/kg降低至1000℃3.35W/kg,磁感应强度在920℃退火达到最大值1.732 T。随退火温 度继续升高,磁感应强度逐渐降低至1000℃1.717 T     

CSP工艺0.04C钢热轧板冷轧-退火织构的演变

通过实验室4辊轧机和保护气氛管式退火炉，对0．04C钢CSP工艺生产的3姗热轧板进行冷轧（至0．8mm）和退火试验，并用蚀坑法对退火试样进行织构分析；同时对包钢薄板厂CSP3mm热轧板冷轧的1．2姗板卷退火试样进行了X-射线检测。结果表明，1．2mm SPCC冷轧板退火织构表层有较弱的{111}织构组分，中心层没有发现有利于提高钢的深冲性能的{111}织构。1．2mm板卷退火试样{111}／{100}取向密度比为2．0～3．0，与实验室蚀坑法的试验结果一致。     

常化和退火对模拟CSP工艺生产无取向电工钢磁性能的影响

采用30 kg真空感应炉-50 mm铸坯-热轧2.0~2.3 mm板-冷轧0.5 mm薄板流程的模拟CSP工艺生 产0.005%C、0.42%Si和0.002%C、0.98%Si的无取向电工钢。结果表明,两种电工钢的热轧板经900 ℃ 5 min常 化处理后,铁损P.s0分别由原有的7.01 W/kg和7.34 W/kg降至6.49 W/kg和5.96 W/kg,冷轧板经820～910 ℃ 退火后随退火温度的提高铁损降低至5.15 W/kg。