薄带铸轧流程制备含钇3% Si取向硅钢的组织和织构研究

通过50 kg真空感应炉冶炼,用常规流程和薄带铸轧两种工艺分别在实验室制备了含稀土钇的3%Si取向硅钢。薄带铸轧浇注温度1530℃,轧制速率0.3 m/s,铸带厚度2.5 mm。常规流程为80 mm铸坯加热温度1150℃,热轧板厚度2.4 mm,终轧温度935℃。采用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)研究了钢中夹杂物成分、形貌、数量、尺寸和分布;利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了硅钢铸带、热轧板、0.3 mm冷轧板、870℃7 min和1100℃10 min再结晶退火板组织和织构。实验结果表明：与常规流程相比,薄带铸轧硅钢一次再结晶后晶粒较细小,且γ织构强度达到17,但是二次再结晶后晶粒尺寸不均匀,平均晶粒尺寸为61μm,部分Goss取向晶粒尺寸达到1 mm以上。原因为细小的含钇夹杂物数量过多,且分布不均匀,夹杂物聚集的区域晶粒长大受到明显抑制。常规流程生产的含钇硅钢二次再结晶热处理后晶粒均匀长大,平均晶粒尺寸为102μm,没有形成明显的Goss织构。     

退火温度对双辊薄带连铸高强度无取向硅钢组织和性能的影响

摘要：研究了退火温度对双辊薄带连铸Si质量分数为3.2%的高强度无取向硅钢组织、织构和性能的影响。结果表明,700℃保温时试验钢开始发生再结晶;800℃保温时,试验钢已完全再结晶,平均晶粒尺寸为26.4μm;900和1000℃保温时,试验钢中的晶粒开始逐渐长大,平均晶粒尺寸分别长大到33.8和40.9μm,且900℃退火时晶粒组织最均匀。随着退火温度的升高,试验钢中有利织构组分λ织构逐渐增强,Goss织构则在900℃退火时强度最强。因此,试验钢在900℃退火时有利于兼顾磁性能和力学性能。     

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。     

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。     

高性能取向硅钢的工业化生产研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪等分析了宁波钢铁有限公司生产的取向硅钢不同工序下的组织及织构演变规律.结果 表明:铸坯经过热轧后,沿着厚度方向组织不均匀;一次冷轧并经脱碳退火后,组织由条状纤维状变成等轴状的初次再结晶晶粒,初次再结晶平均晶粒尺寸为18.17 μm,织构主要以α织构和γ织构为主;在二次冷轧后,晶粒再次被压缩,转变为纤维状,织构主要为γ织构;经过高温退火后,发生二次再结晶,晶粒异常长大,晶粒尺寸达到厘米级,织构成分为单一且锋锐的Goss织构.     

中温含铜取向硅钢的形变和再结晶织构特征

通过对比中温含铜取向硅钢与普通取向硅钢和高磁感取向硅钢的组织和织构特征,分析中温含铜取向硅钢独特的织构演变规律及其对二次再结晶行为的影响.结果表明,为了获得有利于高斯晶粒长大的强γ取向线织构,中温含铜钢需经过回复退火处理和高温退火阶段慢速升温.回复过程中γ取向线晶粒储能降低,同时慢速升温有利于γ取向线晶粒的形核和再结晶.中温含铜钢的二次再结晶开始温度超过1000℃,由于初次再结晶晶粒组织以γ织构为主且非γ取向线晶粒较少,导致最终二次晶粒尺寸超大且晶界圆滑,二次再结晶机理以择优长大为主导,超大的二次晶粒尺寸导致最终成品的铁损升高,但通过激光刻痕处理后,整体铁损的降低效果比二次晶粒较小的高磁感取向硅钢更加显著.      

铈对无取向硅钢再结晶组织及织构的影响

以无取向硅钢为研究对象,在实验室制备添加0.002%(质量分数)铈和不添加铈的两种实验钢。采用光学显微镜观察了再结晶组织并采用imagetool统计了再结晶晶粒尺寸,采用XRD分析了试样的再结晶织构。结果表明,铈阻碍了无取向硅钢的再结晶过程。铈的加入使无取向硅钢的最终晶粒尺寸增大,不加铈的试样平均晶粒尺寸为13.74μm,而加铈的试样为18.38μm。加入铈后无取向硅钢退火再结晶织构类型变化不大,整体密度水平下降,{111}再结晶织构组分强度降低。     

铈对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢再结晶组织和织构的影响

利用OM、SEM/EBSD、OIM等手段研究了铈对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢再结晶过程中组织和织构的影响,重点探讨了铈对再结晶率和再结晶晶粒平均尺寸、初始再结晶织构以及再结晶过程中织构演变规律的影响,并分析了其机理。结果表明,含铈试验钢的再结晶率和平均晶粒尺寸均高于不含铈试验钢,且含铈试验钢的再结晶形核织构中有利织构所占的比例更高,对磁性能不利的{111}面织构所占的比例更低。主要原因是无取向硅钢中适量的铈能够有效抑制MnS等微细夹杂的析出并使AlN和Al_2O_3等夹杂球化、粗化,阻碍了{111}位向的晶粒在夹杂物周围的优先形核和长大。     

薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究

研究了双辊薄带连铸Fe-3%Si取向硅钢薄带在冷轧后二次再结晶过程中Goss晶粒的演化过程。结果表明:薄带连铸流程可以固溶较多的抑制剂元素,并且无需通过"γ→α"相变控制AlN的析出。铸带经过两阶段冷轧变形和高温退火后,可以获得完善且位向准确的Goss晶粒,B_8值达到1.92 T以上。高温退火升温过程中,在抑制剂的作用下基体晶粒尺寸基本稳定,Goss晶粒在1 035～1 060℃范围内发生异常长大。长大方式为位向准确的Goss二次晶粒快速发生异常长大,吞并基体中稳定的初次晶粒,而后快速发生异常长大的二次晶粒继续吞并发展缓慢的Goss二次晶粒和一些尺寸较大的初次晶粒,最终完成全部二次再结晶过程。     

薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究

研究了双辊薄带连铸Fe- 3%Si取向硅钢薄带在冷轧后二次再结晶过程中Goss晶粒的演化过程。结果表明：薄带连铸流程可以固溶较多的抑制剂元素，并且无需通过“γ→α”相变控制AlN的析出。铸带经过两阶段冷轧变形和高温退火后，可以获得完善且位向准确的Goss晶粒，B8值达到1. 92T以上。高温退火升温过程中，在抑制剂的作用下基体晶粒尺寸基本稳定，Goss晶粒在1035～1060℃范围内发生异常长大。长大方式为位向准确的Goss二次晶粒快速发生异常长大，吞并基体中稳定的初次晶粒，而后快速发生异常长大的二次晶粒继续吞并发展缓慢的Goss二次晶粒和一些尺寸较大的初次晶粒，最终完成全部二次再结晶过程。     

异步轧制取向硅钢的织构形成与转变机理

采用异步轧制方式将０．７５ ｍ ｍ 厚的工业取向硅钢板材冷轧至０．３５ ｍ ｍ ,然后用工业退火工艺对板材进行热处理,研究了剪切变形条件下的织构形成与转变机理。结果表明：双向轧制能有效地消除剪切应力导致织构组分偏离的影响,并获得比常规轧制板材更为理想的冷轧织构组态;亚表层上形成较强的｛１１１｝＜ １１２＞ 织构可能是源于不同于其它层的特殊形变方式;脱碳退火后板材亚表层上的Ｇｏｓｓ晶粒与绝大多数晶粒都有单轴重合的取向关系,这种特殊性可能是Ｇｏｓｓ晶粒在二次再结晶退火中能够异常长大的一种机制。     

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。     

铌对低温取向硅钢初次再结晶行为的影响

以含铌取向硅钢铸坯低温加热制备高磁感取向硅钢为研究目标,通过研究铌对低温取向硅钢初次再结晶行为的影响,达到获得有利于二次再结晶发展的初次再结晶组织目的,采用OM和EBSD技术主要对比了 0.055％铌和不含铌对低温取向硅钢中间退火板的初次再结晶组织、织构和晶界特征的影响.结果表明,铌的加入,使硅钢基体中形成了细小弥散的...     

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.     

Influence of Hot Band Normalizing on Recrystallization Behaviour in Grain Oriented Silicon Steels

The influence of normalizing on precipitation, microstructure and texture was investigated to ascertain how these factors play a role in the improvement of magnetic properties. The present work found that normalizing of hot rolled bands led to better magnetic properties. Non‐normalizing resulted in smaller precipitates during primary recrystallization and thus these particles strongly inhibited secondary recrystallization. After normalizing the secondary recrystallized grains were 3.6 times larger than without normalizing. In this case Goss texture volume fractions of secondary recrystallization were higher than without normalizing, showing the same tendency as grain size, and were 45 times higher than after primary recrystallization, whereas in the case of non‐normalizing Goss texture volume fractions in secondary recrystallized grains were only 24 times higher. These results suggest that Goss grain nuclei do not grow properly without grain growth. In conclusion, normalizing for hot bands is a crucial process for securing superior magnetic properties.     

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.      

Fe-6.5%Si合金温轧后退火过程中再结晶行为

用电子背散射技术观察了700℃温轧板在退火过程中的组织及织构演变以了解其再结晶行为.结果表明,温轧织构由强的（111）〈112〉、较弱的〈110〉∥RD及Goss组成,再结晶织构与之相似.〈110〉∥RD及（111）〈112〉新晶粒首先形成于与之构成小角度晶界的形变晶粒的晶界附近,而在角隅及组织不均匀区等位置孕育出与周围晶粒构成大角度晶界的晶核,择优取向不明显.退火过程中（111）〈112〉在形变组织中累积,最终转化为（111）〈112〉再结晶晶粒.分析认为,温轧后退火是不均匀组织在低储存能驱动下的再结晶过程.（112）〈110〉及（111）〈112〉形变拉长晶粒多发生连续再结晶从而退火织构与形变态相似.在角隅区形成核心进而发生不连续再结晶,核心取向的统计性及不连续晶核的长大弱化再结晶织构,其中Goss晶粒多以此方式形成于（111）〈112〉晶粒内部.