0.20 mm薄规格取向硅钢的开发及关键工艺探讨

为开发磁性能优良的0.20 mm薄规格取向硅钢,对该取向硅钢的组织特征,不同冷轧压下率和高温退火气氛对磁性能的影响进行了研究。结果表明：所获得的0.20 mm薄规格取向硅钢成品组织二次再结晶完全,铁损（P1.7/50）为0.89 W/kg,磁感（J800）为1.906 T;热轧和常化1/8层的主要织构组分为Goss织构,冷轧织构为较强的{001}〈110〉,退火织构主要为{411}〈148〉,脱碳晶粒尺寸约为21.17 μm,Goss晶粒极少;0.20 mm薄规格取向硅钢合适的冷轧压下率为91.3 %;高温退火升温段合适的气氛为75% N2。     

低温板坯加热Hi-B钢的组织和织构演变

采用光学显微镜和X射线衍射仪对低温板坯加热Hi-B钢的组织、织构的特征演变进行了研究。结果表明：从热轧板和常化板的表面到中心，组织和织构分布不均匀。热轧板组织分为表层再结晶区域、再结晶和变形晶粒混合区域和中心变形晶粒区域，并且热轧板各层的织构类型不同。常化板表层晶粒长大，过渡层和中心层的形变晶粒基本消失，常化板继承了热轧板的织构特点。冷轧板为纤维状变形组织，冷轧后形成了以{001}<110>～{111}<110>为主的α织构。脱碳渗氮板的横断面和纵断面的晶粒平均尺寸分别为25.9μm和25.3μm，织构主要为{111}<112>、{114}<481>和{001}<120>织构。成品板晶粒平均尺寸为19.1μm，成品板为单一的高斯织构。     

薄板坯连铸连轧流程Fe-3%Si钢热轧板和常化板织构

在实验室按照薄板坯连铸连轧工艺流程试制了Fe-3%Si硅钢热轧板,采用EBSD和X射线衍射方法观察了A钢和B钢热轧板和常化板的织构组织,分析了α、ε和γ取向线上织构取向密度变化规律。A和B钢热轧板具有相似的{110}〈112〉和、{001}〈110〉和{001}〈010〉和高斯织构组织,A试样表层的晶粒均匀性较差,B试样具有较强的γ织构取向。采用EBSD观察比较了A钢和B钢热轧板和常化板的垂直TD面的EBSD微观织构组织,A钢和B钢常化退火后基本保留了热轧时形成的中心部位的组织,而次表层和表层晶粒发生了再结晶长大,晶粒组织和织构梯度减小,织构主要集中在{001}〈^-1^-10〉和{001}〈0^10〉和之间以及高斯织构上。常化后织构的总体强度下降,高斯强度减弱。试验研究结果为开发薄板坯连铸连轧短流程生产电工钢技术提供理论依据和参考数据。     

微合金冷轧高强钢组织性能的研究

运用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等分析方法对微合金钢280VK组织、织构及析出粒子的演变规律进行分析,研究冷轧高强钢组织性能变化规律。结果表明:280VK热轧板组织主要为多边形铁素体,晶粒不均匀,冷轧板组织为形变铁素体,退火后晶粒均匀长大且晶界上析出物增多;热轧板中只有高斯织构{011}100,冷轧板中含有旋转立方织构{100}011以及铜型织构{112}110的α纤维织构,也含有面织构{111}110的γ纤维织构,退火板中含有{111}110的α纤维织构和{111}110γ纤维织构。热轧板中的位错缠结,析出粒子多沿位错线析出,冷轧板内部析出粒子无显著增加。退火板析出粒子沿晶内位错大量析出且尺寸增大。     

冷轧Ti-IF超深冲钢罩式退火机理及织构变化规律的研究

在480~750℃条件下,模拟罩式退火,利用光学显微镜、X射线衍射和金相显微硬度计研究了冷轧Ti-IF超深冲钢晶粒结构的变化,通过取向密度函数分析了再结晶过程织构演变规律。研究表明:冷轧Ti-IF超深冲钢的再结晶温度约为630℃,再结晶过程能够在660℃条件下2 h之内完成;冷轧后该钢主要有4种织构,分别是{001}〈110〉、{111}〈110〉、{111}〈112〉和{112}〈110〉;在退火再结晶过程中,{111}逐渐转变为γ-{111},当退火温度升至720℃时,{001}〈110〉和{112}〈110〉转变为纤维织构γ-{111},最终{111}〈110〉和{111}〈112〉成为主要织构类型。     

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。     

再结晶阶段加热速度对低碳冷轧板罩式退火过程组织和织构的影响

在实验室条件下模拟CSP热轧板为基板生产的低碳冷轧板罩式退火过程,研究再结晶阶段加热速度对冷轧板罩式退火过程组织和织构的影响。结果表明,压下率83.3%的冷轧板,随着再结晶阶段加热速度的增加,会使试样再结晶温度降低,再结晶过程提前完成,{001}110织构变强,{111}110织构先减少后增加,{111}112织构先减少后增加出现峰值,当加热速度超过50℃/h时又减小。在加热速度30~40℃/h间变形织构{112}110有较低的密度值。再结晶阶段加热速度40℃/h的退火工艺成品组织为饼形晶粒,{001}110织构密度较低,{111}110和{111}112密度较强,密度值接近。     

热轧工艺对TSCR流程生产取向硅钢组织和性能的影响

取向硅钢热轧板中组织、织构梯度对发展完善的二次再结晶十分关键,通过对2种不同热轧工艺生产取向硅钢的组织、织构进行研究,结果表明:采用后道次大压下热轧工艺时热轧板表层再结区晶粒平均尺寸增加,再结晶区厚度增加,高温退火后二次晶粒尺寸减小;采用后道次大压下热轧工艺热轧时,热轧板中平均等效应变高,热轧板厚度心部{100}〈011〉和{100}〈001〉位向取向强度降低,({111}～{113})〈110〉位向取向强度提高,高温退火后{110}〈001〉位向偏离角降低,磁性能提高。     

IF钢罩式退火过程中再结晶组织与织构的演变

研究了IF钢(/%:0.005C、0.02Si、0.16Mn、0.011P、0.004S、0.042Als、0.061Ti、0.003 1 N)0.8 mm冷轧板在500～800℃退火时的再结晶组织及织构,采用X射线衍射技术结合微观组织观察分析了IF钢罩式退火过程中{111}再结晶织构形成机制和显微组织演变规律。结果表明,随退火温度的升高,再结晶数量逐渐增多,640℃为实验钢实际再结晶温度,同时{111}再结晶织构强度亦逐渐增大,{111}取向的晶粒主要在再结晶过程中形成,并在{111}取向晶粒长大过程中,γ纤维织构之间也发生相互转化,主要由{111}〈112〉织构转变为{111}〈110〉织构。     

冷轧压下率对无抑制剂取向硅钢初次再结晶退火的影响

对无抑制剂取向硅钢不同压下率下初次再结晶退火后的显微组织、宏观织构和微观织构进行了研究.结果表明,冷轧板织构主要为α取向线{001}＜110＞、{112}＜110＞和{111}＜110＞织构以及γ取向线{111}＜110＞织构.初次再结晶退火后,α取向线织构减弱,织构主要为γ取向线{111}＜112＞织构.随冷轧压下率的增加,冷轧和初次再结晶织构强度增加.当压下率为88％时,初次再结晶退火后 Goss 织构和{111}＜112＞织构强度最高,最有利于发生二次再结晶.EBSD 分析显示,Goss 取向晶粒大多与{111}＜112＞取向晶粒相邻.提高冷轧压下率,Goss取向晶粒和{111}＜112＞取向晶粒都增加,Goss 取向晶粒偏离理想取向角度减少.     

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。     

TSCR试制低碳低硅无取向电工钢织构的演变

 研究了模拟TSCR流程生产的低碳低硅无取向电工钢在热轧-冷轧-退火过程中织构的演变。对热轧板采用EBSD技术进行织构的测定,而对冷轧板和退火板采用X射线衍射技术进行了织构的测定。结果表明：热轧板沿板厚方向织构变化比较明显,在1/10处主要织构为α纤维织构和γ纤维织构;在1/4厚度处出现了较强的γ纤维织构;在1/2厚度处主要为较强的{001}〈110〉织构,其他织构分布漫散。冷轧板表面和中心处主要织构均为α纤维织构和γ纤维织构,但是在中心处两织构强度都显著减弱。退火板表面和中心处α纤维织构基本消失,γ纤维织构织构进一步加强,出现了{110}〈001〉高斯织构和{001}〈010〉立方织构。     

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.      

Sn和冷轧板厚度对取向硅钢初次再结晶组织和织构影响

研究了Sn含量和冷轧板厚度对取向硅钢冷轧板脱碳渗氮退火后组织和织构的影响,发现随着厚度减小和Sn含量增加,初次再结晶晶粒尺寸趋于减小,增加Sn含量导致对Goss取向形成的不利织构{001}〈120〉增加,而钢板厚度减薄时{111}〈112〉、{411}〈148〉等有利织构和{001}〈120〉不利织构均增加。Sn在氧化层中的含量显著小于基体,在氧化层/基体的界面处有显著的浓度梯度。虽普遍认为Sn的晶界偏聚是影响退火组织和织构的原因,但俄歇电子能谱只能偶然检测到,推测或是该偏聚不具有普遍性,或是其偏聚厚度极小超出了仪器检测的范围。     

热轧板常化后的晶粒尺寸对无取向硅钢织构和磁性能的影响

研究了热轧板晶粒尺寸对无取向硅钢织构、成品晶粒尺寸、铁损和磁感的影响.结果表明,随着热轧板晶粒尺寸的增加,成品晶粒尺寸增加、高斯织构组分{110}〈100〉增强、γ纤维织构组分减弱,导致铁损显著降低、磁感显著提高.     

普通取向硅钢轧制过程中组织和织构的演变

借助电子背散射衍射(EBSD)及ZEISS-200MAT金相显微镜对某钢厂普通取向硅钢(CGO)进行研究,研究结果表明:热轧板组织、织构沿板厚方向存在明显的不均匀性,在热轧板表层及次表层发生再结晶,同时存在强度较高的Goss织构,中心层存在较强的{001}110变形织构。冷轧组织均呈纤维状条带组织,一次冷轧后,热轧板中的Goss织构消失,织构主要为α、γ织构,经中间脱碳退火后,α、γ织构强度减弱,并出现一定强度的Goss织构和利于Goss织构发展的{554}225、{332}113等织构,经二次冷轧后,二次冷轧织构类型与一次冷轧织构一致,但织构强度不同。     

稀土Y对6.5%Si高硅钢热轧和温轧组织织构演变的影响

摘要：以无稀土与含质量分数为0.03%的Y的6.5%（质量分数）Si高硅钢为研究对象,经过热轧、常化、温轧及退火工艺制备出0.5mm高硅钢薄板,采用EBSD、SEM和EDS测试技术,研究了稀土Y对高硅钢热、温轧组织织构演变的影响。结果表明,热轧板中以{001}〈110〉和{110}〈001〉织构为主,常化板织构类型遗传了热轧板,添加稀土Y削弱了热轧、常化板中整体织构强度。含Y高硅钢较无稀土高硅钢温轧剪切带增多,位错密度增加,α织构减弱且γ织构增强。随着退火温度升高,温轧板以{001}〈140〉为主的λ织构和{114}〈481〉为主的α*织构强度不断增强。添加稀土Y削弱了相同退火温度下温轧板的λ织构与α*织构的强度,然而η织构却有所增强,这与稀土Y促进剪切带形核有关。添加质量分数为0.03%的Y具有细化晶粒的作用,细小弥散的稀土Y氧化物阻碍晶界迁移是导致高硅钢温轧板再结晶晶粒细化的重要原因。     

取向硅钢微观组织和织构演化规律研究

结合鞍钢开发的厚度0.27 mm HiB取向硅钢的经验,研究了热轧、常化、冷轧、脱碳退火、高温退火等工序微观组织、织构的变化和演变规律。结果表明：热轧浅表层的组织为再结晶组织,中心层为未完全再结晶的带状组织,常化后均发生再结晶和再结晶组织的长大,取向硅钢的组织在冷轧和脱碳退火后转变为铁素体的等轴晶粒,经过二次再结晶后,Goss织构晶粒成长为毫米级的大晶粒。热轧浅表层是Goss{110}〈001〉织构的发源地,经过常化后Goss织构原位加强,冷轧后Goss织构转变为{111}〈112〉且部分残留在变形剪切带处,从而在二次再结晶时,形成了以Goss织构为主要织构组分的HiB取向硅钢。     

低温板坯加热取向硅钢形变和初次再结晶织构的演变规律

 采用取向分布函数和取向线分析方法对低温板坯加热取向硅钢从热轧到初次再结晶工艺阶段的织构进行了研究。研究表明：一次冷轧后各层的织构组分与热轧板各层面的织构组分存在着继承关系,次表层存在很强的{001}<110>织构,中心层的织构和热轧板的中心层相似,存在强的{001}<110>和{112}<110>织构;中间退火后发生再结晶,各织构组分的强度有所减弱,Goss织构组分再次出现;二次冷轧后沿厚度方向上的织构不均匀性不明显,{111}<112>织构强度最高,几乎是其他织构组分的1倍,{001}<110>织构大幅降低;初次再结晶后织构沿厚度方向没有明显的不均匀性,{111}<110>为最强的织构组分,并且具有一定强度的Goss位向。     

稀土Y对6.5%Si高硅钢热轧和温轧组织织构演变的影响

以无稀土与含质量分数为0.03%的Y的6.5%(质量分数)Si高硅钢为研究对象,经过热轧、常化、温轧及退火工艺制备出0.5 mm高硅钢薄板,采用EBSD、SEM和EDS测试技术,研究了稀土Y对高硅钢热、温轧组织织构演变的影响。结果表明,热轧板中以{001}〈110〉和{110}〈001〉织构为主,常化板织构类型遗传了热轧板,添加稀土Y削弱了热轧、常化板中整体织构强度。含Y高硅钢较无稀土高硅钢温轧剪切带增多,位错密度增加,α织构减弱且γ织构增强。随着退火温度升高,温轧板以{001}〈140〉为主的λ织构和{114}〈481〉为主的α~*织构强度不断增强。添加稀土Y削弱了相同退火温度下温轧板的λ织构与α~*织构的强度,然而η织构却有所增强,这与稀土Y促进剪切带形核有关。添加质量分数为0.03%的Y具有细化晶粒的作用,细小弥散的稀土Y氧化物阻碍晶界迁移是导致高硅钢温轧板再结晶晶粒细化的重要原因。