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。     

热轧工艺对免常化50W400钢组织及磁性能的影响

高牌号无取向硅钢采用一次冷轧制造工艺时，热轧板必须常化，主要目的是使热轧板组织更加均匀、再结晶晶粒增多，同时使晶粒和析出物粗化，强化有利织构，提高磁性能。但为进一步降低高牌号无取向硅钢制造成本，通过优化热变形工艺，促进动态再结晶，使实现免常化“一次冷轧”生产低成本高牌号硅钢成为一种可能。针对免常化2.5%(Si+Al)(质量分数)的50W400钢开展了3种不同热轧工艺调整试验，并对试验后热轧板组织和最终成品组织、织构、磁性能进行了系统研究。结果表明，通过提高加热温度可促进热轧动态再结晶，但总体对成品磁性能有害；在不提高加热温度的前提下，通过将粗轧5道次变为3道次，提高粗轧终轧温度，加大各道次压下量，可促进热轧动态再结晶，使热轧板再结晶晶粒明显增多且粗化，强化了成品中有利的{110}〈001〉织构，磁性能得到了明显提升。研究结果对高牌号无取向硅钢产品免常化低成本生产具有一定的指导意义。     

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。     

常化温度对冷轧无取向硅钢薄带磁性能和织构的影响

研究了常化温度对冷轧无取向硅钢薄带磁性能和织构的影响.结果表明,冷轧无取向硅钢薄带生产过程中采用常化工艺能够降低高频铁损值,在900～950℃温度范围内常化能够降低成品硅钢中γ织构不利组分的强度,同时提高{100}面有利织构的强度.过高温度下常化会使成品晶粒尺寸偏大,导致涡流损耗增加,对冷轧无取向硅钢薄带的磁性能不利.     

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。     

常化工艺对双取向硅钢磁性能和织构的影响

研究立方织构双取向硅钢在生产过程中常化次序与常化次数对磁性能的影响,并对不同常化方式的试样进行织构分析和第二相(有利夹杂)分析;得出采用二次常化工艺不但对成品中(100)[001]织构的形成十分有利,而且可以使第二相数量变多,尺寸变得细小弥散的结论。这种变化有利于双取向硅钢的二次再结晶,从而使磁性能大幅度提高。     

低温取向硅钢常化工艺和渗氮工艺对组织、织构和磁性能的影响

利用电子背散射衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)分析了低温取向硅钢常化工艺、渗氮工艺对常化组织、再结晶组织与抑制剂的影响, 对比研究了常化冷却速率、渗氮温度和渗氮量对再结晶组织、织构和磁性能的影响规律.结果表明, 常化冷却速率越快, 一次再结晶晶粒尺寸越小.常化冷却速率较慢时, 高温渗氮的样品一次再结晶晶粒尺寸偏大, 使二次再结晶驱动力降低, 二次再结晶温度提高, 且渗氮量低, 追加抑制剂不足, 最终二次再结晶不完善.高温渗氮与低温渗氮导致脱碳板中抑制剂尺寸不同, 高温渗氮表层抑制剂与次表层抑制剂尺寸基本无差异, 低温渗氮表层抑制剂尺寸比次表层抑制剂尺寸大.低温渗氮且渗氮量低的样品虽然二次再结晶较完善, 但由于其常化温度低、常化冷却速率快, 一次再结晶晶粒尺寸小, 二次再结晶开始温度稍早, 黄铜取向晶粒出现, 最终磁性差.渗氮量较高的高温渗氮和低温渗氮样品虽都能基本完成二次再结晶, 但磁性存在差异, 磁性差的原因是高温渗氮样品的最终退火板中出现较多的偏{210} < 001>取向晶粒.      

降低高磁感取向硅钢铁损的研究

本文研究了改善高磁感取向硅钢磁性的方法,证明采取加入铜和锡、改进常化工艺和冷轧时效处理三种措施后,在本实验规定的成分范围内,样品磁性相当于日本Z7H牌号的水平,合格率至少为90％。加锡能使常化后析出的A1N质点更细小,数量增多,初次晶粒尺寸细化,使冷轧时效处理效果更显著,减小成品二次晶粒尺寸,铁损W_(17/50)降低0.2W/kg以上。改进的常化工艺使A1N质点细小,数量增多,W_(17/50)降低约0.1 W/kg。冷轧时效处理改善了冷轧后和脱碳退火后织构的分布,使二次再结晶完善,二次晶粒尺寸减小,W_(17/50)降低约0.1 W/kg。     

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。     

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。     

常化处理对50W800电工钢组织、织构与磁性的影响

以企业不常化的50 W800热轧板为初始材料,利用金相显微技术、EBSD技术,对比研究了不同常化温度对50 W800成品板组织、织构及磁性能的影响。结果表明,常化后板材表层晶粒显著粗化,晶粒尺寸可达500μm以上,这层粗大的晶粒有利于成品板的磁性能,常化可提高0.041 T的B50磁感,降低0.6 W/kg的P1.5/50铁损。与不常化的成品板对比,经过常化后的成品板{111}织构比例降低,Goss织构比例略有增加,磁感增加。成品板晶粒尺寸与初始的常化板晶粒尺寸没有直接对应关系,常化板晶粒尺寸越大,形变剪切带形核越多,成品板再结晶晶粒尺寸越小;晶粒长大阶段非{111}取向晶粒长大能力明显高于{111}取向晶粒,延长保温时间可有效发挥常化的改善磁性的作用。     

无取向硅钢热轧板常化过程中的织构演变

 通过对取向分布函数（ODF）的分析,研究了无取向硅钢热轧板在常化过程中不同厚度位置的织构演变情况。结果表明,热轧板内部在常化过程中发生再结晶,不同位置的织构变化不同,表层处织构变化不明显,各组分混乱分布且强度不高;1/4板厚处热轧板和常化板的高斯织构都比较强,但900 ℃常化后高斯织构强度有所降低;中心层常化前后织构发生明显变化,{111}<112>织构强度增强。     

常化温度对3.0%Si无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

在实验室的条件下研究了3.0%Si无取向硅钢热轧后常化处理对组织、织构演变及磁性能的影响。结果表明,热轧板经900℃常化处理后,热轧组织实现完全再结晶;随着常化温度升高至1 000℃,晶粒尺寸明显增大,其平均晶粒尺寸为222μm,并且组织的均匀性得到明显改善。常化温度由900℃升高至1 000℃时,磁感B₅₀由1.661 T增高至1.674 T;低频铁损P_1.5/50由2.323 W/kg降低至2.282 W/kg;高频铁损P_1.0/400由18.37 W/kg降低至17.45 W/kg。     

钇含量对3%Si取向硅钢组织和织构的影响

使用50 kg真空感应炉常规流程工艺在实验室制备钇含量分别为0.026%、0.058%和0.14%的0.04%～0.05%C,3.03%～3.10%Si取向硅钢。采用SEM研究了钢中夹杂物成分、形貌、数量、尺寸和分布;利用OM和EBSD分析了取向硅钢2.4 mm热轧板、0.3 mm冷轧板、830℃和1050℃退火板组织和织构。实验结果表明：随着钢中Y含量的升高,夹杂物发生粗化,长条形夹杂物转变为球形,抑制晶粒长大效果减弱,所以一次再结晶热处理后硅钢板晶粒尺寸随着Y含量的增加逐渐变大。Y含量为0.026%的硅钢一次再结晶晶粒尺寸最小,其较高的储存能为高温退火晶粒长大提供了足够的驱动力,因此,其高温退火晶粒尺寸最大,平均晶粒尺寸为115.7μm。冷轧硅钢板高温热处理后,Y含量为0.026%的硅钢中部分Goss晶粒异常长大,出现了强度为5的Goss({110}<001>)织构,而Y含量为0.058%和0.14%的硅钢中依旧存在大量的γ织构。由于含0.026%Y钢中夹杂物尺寸最小,具有一定的钉扎作用,从而使得一次再结晶晶粒更加细小。随着Y含量的增加,0.058%Y和0.14%Y钢中...     

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.      

无抑制剂取向硅钢的再结晶织构与析出物

采用无抑制剂法制备取向硅钢,并采用XRD、TEM等方法对无抑制剂取向硅钢热轧到初次再结晶阶段的织构与析出物进行了研究。实验结果表明,热轧板的织构主体为γ线织构,并含有少量的立方织构{100}001和Goss织构{110}001;常化后立方织构{100}001减弱,织构的主体为γ线织构;初次再结晶退火后织构主要由γ线织构及少量的α线织构组成。通过对第二相质点的观察发现,析出物主要由铁的氧化物和硅的氧化物组成,均不是抑制剂,说明该取向硅钢并不是依靠第二相质点来抑制初次再结晶晶粒长大的。     

热轧板常化工艺对取向硅钢冷轧板退火组织和性能的影响

试验研究了取向硅钢(/%:0.046C,3.07Si,0.09Mn,0.029P,0.004S,0.005 Al,0.001Ti,0.001 40,0.009 6N)2.66 mm热轧板1 100℃2 min空冷10 s至960℃3min空冷常化后,经一次冷轧,中间退火,二次冷轧0.3 mm板,820℃5 min空冷初次再结晶退火,并经1 050℃空冷二次再结晶退火后的组织、织构和磁性能。通过对比常化和无常化样品的初次再结晶退火后试样以及二次再结晶退火后试样的组织和性能,得出常化工艺对退火过程的影响。结果表明,热轧板常化处理可以降低冷轧板初次退火后的初次再结晶晶粒尺寸,使∑₉晶界和大角度晶界百分含量增加,高斯取向晶粒含量增加,还可以使二次再结晶晶粒增大,提高磁感应强度、降低铁损。     

常化温度对无取向电工钢50W300热轧板组织、织构和磁性能的影响

利用电子背散射(EBSD-electron back-scatting diffraction)检测分析技术和磁性能测量技术研究高牌号冷轧50W300无取向电工钢2.3 mm热轧板低温(820℃)和高温(920℃)常化对其组织、织构和电磁性能的影响。研究发现,920℃ 2min(45 m/min)常化时,电工钢成品的铁损最低,磁感最高。此时,电工钢卷外层晶粒组织发生脱碳并快速生长;次表层晶粒生长较为缓慢,晶粒尺寸较小,且均匀。中心层组织晶粒再结晶时,尺寸均匀。同时织构水平降低,表层织构慢散,次表层和中心层织构近似于冷轧织构,有利于电工钢磁性能的织构比例提高。     

取向硅钢不同常化冷却工艺影响规律研究

研究了空冷、40℃/s冷却速度以及水冷3种常化工艺下的取向硅钢在组织、织构以及析出相上的差异。随着常化冷却速率提高,常化板表面晶粒数量增多,而晶粒尺寸逐渐减小,将会更多地促使钢中奥氏体相转变为亚稳定相;常化后,热轧板织构并没有发生显著变化,实验钢均沿板厚方向具有较强的α线织构、较弱的γ织构和较弱的高斯织构。此外,常化板中析出相的尺寸及体积分数会随着冷却速率的增大而减小。     

低温板坯加热晶粒取向3.0%Si钢高温退火中的组织演化

采用取向分布函数及金相分析方法研究了以Cu₂S为主要抑制剂的低温板坯加热晶粒取向硅钢(%:0.04C、3.16Si、0.50Cu)在650～1 050℃高温退火中组织的演化过程。结果表明,该取向硅钢的初次再结晶温度为650～700℃,二次再结晶温度为1 000～1 050℃。初次再结晶后的主要织构强度以{111}〈110〉、 {112}〈110〉、 {111}〈112〉顺序减弱。初次再结晶组织的晶粒尺寸和织构强度在700～900℃变化很小,在900～1 000℃晶粒长大速度加快,{111}〈110〉、{112}〈110〉组分增强,而{111}〈112〉组分的强度基本保持不变。