磁场退火对无取向硅钢再结晶织构和组织的影响

为了研究磁场退火对金属材料的再结晶织构和晶粒尺寸的影响,对冷轧无取向硅钢薄板进行了普通退火以及0.1,6和12 T下的磁场退火,磁场沿轧向施加.研究表明,磁场退火显著影响再结晶织构的取向密度和晶粒尺寸,且与磁感应强度成非线性关系.磁场退火增强有利的η(〈001〉∥RD)和{100}织构,减弱不利的γ(〈111〉∥ND)织构,该效应在6 T磁场下较显著;再结晶晶粒尺寸在6 T磁场退火时较大,普通及12T磁场退火时居中,0.1 T磁场退火时较小.从磁场降低晶界可动性和提供与取向相关的附加晶界迁移驱动力的角度,分析了磁场作用机制.     

半工艺无取向硅钢加临界变形的织构演变

测定了半工艺无取向电工钢热轧(终轧温度在Ar1以下)到成品各工序的织构,以取向分布函数(ODF)的形式对加临界变形的半工艺无取向硅钢的织构演变作了分析.发现其热轧板表层织构基本是典型的铁素体再结晶{111}组分,心部和1/4厚度处以铁素体剪切织构和轧制变形织构为主.冷轧变形后,心部和表层织构组分比较接近,{111}、{112}和{100}面织构都增加,但{111}组分增加最明显.软化退火后,{001}<110>与{112}<110>组分迅速降低,织构组分以γ纤维织构为主.通过增加临界变形,在最终去应力退火后,{111}不利面织构大量减少,高斯组分增加明显.Taylor因子可以表征不同取向晶粒对变形能的储存能力,从轧制变形时Taylor因子的分布可以解释该实验结果.     

异步轧制无取向硅钢的再结晶织构演变

在无取向硅钢冷轧过程中采用同步轧制和速比为1.06,1.125,1.19的异步轧制,以考察异步轧制对冷轧和再结晶织构的影响.研究发现,异步轧制减弱冷轧织构中{001}～{112}〈110〉组分,增强{111}〈112〉并减弱{111}〈110〉组分.{111}〈112〉和{111}～{225}〈110〉形变晶粒内剪切带处分别形成η（〈001〉∥RD）及偏离其15°的η′（Ψ=75°,θ=0～45°,φ=0°）再结晶晶粒,η′因晶核尺寸优势发展成为主要织构组分.异步轧制下形变织构的变化有利于改善再结晶织构特征及性能,其影响随速比增大而增强.     

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。     

大压下率冷轧无取向硅钢再结晶织构演变

研究了冷轧95%变形量无取向硅钢不同退火温度(710~1050℃)下再结晶织构特征.再结晶刚完成时(710℃退火),呈现强γ(｛111~)与弱｛114｝织构特征;随退火温度升高至900℃,γ明显减弱,｛114｝组分持续增强,形成典型的｛h,1,1｝织构;进一步升温至1050℃,再结晶织构不再发生明显变化.基于EBSD分析,｛114｝组分的持续强化可归因于其明显的尺寸优势以及较高频率的高能晶界(取向差角为20°~45°).     

取向硅钢常化过程析出物和组织演变规律

使用透射电镜(TEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对取向硅钢热轧板常化过程中析出物和组织的变化进行了研究。结果表明,热轧及常化过程中都有大量细小的析出物析出,其中热轧板中主要是MnS和少量MnS与AlN的复合析出物;常化板中主要是AlN和少量MnS与AlN的复合析出物;且常化板中析出物数量比热轧板中析出物的数量高1~2个数量级,平均尺寸减小约16nm。热轧板的组织沿着厚度方向存在较大不均匀性,高斯织构主要存在于热轧板次表层的变形组织中,且强度约为2;常化热处理后试样厚度方向组织的均匀性变大且次表层可以得到细小均匀的晶粒组织,高斯织构依然存在于试样次表层但强度减小约为0.8。     

再结晶退火温度对无取向硅钢织构和磁性能的影响

对冷轧及退火后无取向硅钢织构及磁性能的变化进行研究.借助电子背散射衍射(EBSD)技术测量退火试样的极图,计算取向分布函数(ODF)和织构组分的体积分数,并利用TYU-2000M磁性能测量仪测量试样的磁性能.结果表明,810、840、880 ℃下退火3 min后,试样的再结晶均充分完成,且晶粒随着退火温度的升高而长大;退火后,试样中首先显现{111}〈112〉织构组分,且随退火温度的升高呈增强趋势;退火温度继续升高时,{111}〈110〉织构组分增强,一次再结晶后材料中出现{111}面织构,导致试样的磁感应强度B50降低,同时由于晶粒的长大使得试样的铁损P15减小.     

异步轧制下无取向硅钢的冷轧织构

研究了同步和异步轧制下无取向硅钢的冷轧织构及其沿层厚的分布特征.不同轧制方式下冷轧织构均主要由以{001}〈110〉为强点的α织构和强度相对较弱的γ织构组成,但异步轧制显著影响冷轧织构强度及其沿层厚的分布.异步轧制对表层和中间层织构强度的影响较1/4层大;异步轧制总体上减少α和γ织构,但增加{111}〈112〉组分.这表明冷轧过程引入异步轧制可为无取向硅钢的织构控制与优化开辟新的途径.     

异步轧制取向硅钢织构的模拟研究

本文系统地阐述了异步轧制剪切变形条件下板材冷轧织构的模拟计算理论;采用矢量法根据实测的ＯＤＦ构造板材的原始组织、在假设临界滑移系开动几率均等的条件下,运用Ｔａｙｌｏｒ模型对取向硅钢的亚表层和中心层的冷轧织构进行电算模拟;在此基础上,对剪切变形条件一些轧制因素的影响进行了讨论。     

3%Si无取向硅钢异步轧制织构的演变

对无取向硅钢常化态板材经过异步轧制,轧制速比为1.06,经过一次冷轧到0.5 mm厚,压下率为77.3%,并在保护气氛下进行再结晶退火,考察了异步冷轧织构和再结晶织构形成及演变.常化态板材的初始织构组分以{110}和{113}织构为主,异步冷轧织构主要是由α织构和γ织构组成,快慢辊侧的织构类型没有变化,但慢辊侧α织构和γ织构的取向密度明显高于快辊侧;再结晶退火后α织构取向密度明显减弱,而γ织构的变化主要是{111}〈110〉织构组分的取向密度减弱,{111}〈112〉织构组分的取向密度加强.     

CSP流程试制50W270高牌号无取向硅钢织构的演变

研究了CSP流程试制50W270高牌号无取向硅钢热轧→常化→冷轧→退火过程中织构的演变.利用电子背散射衍射技术对全流程织构进行测量和分析.发现热轧板织构在厚度方向上存在较大差异,表层主要为铜型、黄铜和高斯织构,1/4层存在微弱的高斯织构和旋转立方织构,中心层以γ纤维织构和旋转立方织构为主,还含有较弱的α纤维织构.与热轧板相比,常化板表层和1/4层织构变化不大,中心层旋转立方织构和α纤维织构增强.冷轧板各层均具有α纤维织构和γ纤维织构.与冷轧板相比,成品板各层中α纤维织构基本消失,还出现了立方织构和高斯织构.     

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AlN和MnS,最大尺寸分别为500和50 nm左右.     

无取向硅钢50W470铁损各向异性的实验研究

针对无取向硅钢50W470铁损各向异性差部分超标的问题,对相同生产工艺条件下生产出的硅钢,进行了金相、背散射电子像观察和化学成分、夹杂物以及三维取向分布函数的测定.对测定结果分析表明：无取向硅钢50W470铁损各向异性差超标的主要原因是织构类型和织构度的变化,且与材料夹杂物含量有一定关系.     

无取向硅钢夹杂物来源研究

为判断铸坯中夹杂物的主要来源,在无取向硅钢生产过程中,向钢包、中包覆盖剂及中包表面耐材中分别加入基体重量的10% BaCO3,10% SrCO3,10% La2 O3(质量分数)作为示踪剂,并在相关工序取钢样或渣样,利用扫描电镜和显微镜观察分析夹杂物的形貌和成分。研究表明,无取向硅钢中大型夹杂物主要为SiO2、Al2 O3以及硅铝酸盐,夹杂物的主要来源是保护渣卷入和二次氧化。     

冷轧工艺对取向硅钢初次再结晶织构的影响

研究了取向硅钢制备过程中常见的两种冷轧工艺,主要研究了一阶段冷轧与两阶段冷轧+中间退火工艺对初次再结晶组织及织构的影响.结果表明:采用两阶段冷轧+中间退火工艺制备以Cu2S为主抑制剂的取向硅钢,其初次再结晶平均晶粒尺寸为181μm,高斯晶粒的体积分数为06%,迁移性强的重位点阵晶界(Σ5+Σ9)和高能晶界(20°~45°取向偏差角)所占比例分别为18%和504%.与一阶段冷轧工艺相比,其初次再结晶晶粒较细,且高斯晶核与特征晶界所占的比例较高,有利于高斯晶粒发生二次再结晶.     

无取向硅钢绝缘涂料的研究进展

对国内外无取向硅钢片用绝缘涂料的研究进展做了综述,并对我国今后硅钢片绝缘涂料的发展方向提出了建议。     

脉冲电场对取向硅钢磁性能及织构的影响

采用硅钢自动测量装置及X射线衍射仪检测出样品在实验前后的磁性能参数和织构强度.结果表明:较低的电压、9 Hz、较长的处理时间以及退火温度为650℃有利于增高铁损降低比例;较低的电压、较高的频率以及退火温度为650℃有利于增加磁感应强度增高比例.最佳的提高磁性能的实验参数是:频率为9 Hz,电压为500 V,处理时间为6 min,退火温度为650℃.通过织构分析可以验证:取向硅钢磁感应强度的变化取决于{110}<001>晶粒取向度值,而{110}<001>取向度值可看成是一个反映总体平均偏离角大小情况的综合值.     

冷轧压下率对双辊铸轧硅钢形变和再结晶织构的影响

2.0 mm厚双辊铸轧Fe-2.8%Si-0.8%Al硅钢带坯进行直接冷轧和退火,研究了不同冷轧压下率样品的形变与再结晶织构特征.形变织构主要由α(110//RD),γ(111//ND)和λ(001//ND)纤维织构组分构成,其取向密度峰值分别位于{001}110,{111}110和{001}110~210.随压下率提高(40%~90%),各主要形变织构组分增强,压下率为60%时,剪切带特征最显著.再结晶织构包含Goss({110}001),Cube({001}100),λ,{113}361和{111}112等织构组分.随压下率提高,再结晶机制由剪切带形核主导转变为形变带和晶界形核主导,导致再结晶Goss组分减弱,而{113}361,Cube,λ以及{111}112再结晶织构组分增强.     

薄带连铸取向硅钢的热轧孪生行为

薄带连铸流程下取向硅钢粗大λ晶粒(〈100〉//ND,normal direction)的“遗传”会导致磁性能恶化.为解决这一问题,针对取向硅钢的热轧孪生行为开展研究,结果表明:凝固组织粗大的取向硅钢在650℃热轧时可产生大量112〈111〉形变孪晶,这与具有高层错能的硅钢在较高温度下难以孪生变形的传统认知不同.热轧过程中复杂的应力状态降低了变形孪晶的取向依赖性,由于具有更高的储存能,孪晶界/孪晶界及孪晶界/晶界交叉点成为再结晶形核的优先位置,大大提高了常化过程中的再结晶率,受沿孪晶界应变分布及孪晶间距离的限制,沿孪晶界形核的再结晶晶粒通常呈“饼状”,最终形成以细小且取向漫散的再结晶晶粒为主的常化组织,消除了初始凝固组织中有害的粗大λ晶粒.     

不同热轧参数对无取向硅钢变形抗力的影响

通过使用热模拟试验机,在不同变形速率、不同变形温度及不同化学成分组成下,获取了无取向硅钢的热变形抗力数据。试验结果表明:更高的变形速率会增高变形抗力;而当应变量达到一定程度,在较高变形速率时,无取向硅钢的变形抗力反而变低。在α相区及γ相区,随着试验温度的增加,无取向硅钢的热变形抗力随之降低;在两相区内,随试验温度的提高,变形抗力有所增加;应通过降低终轧温度,使终轧避免在两相区内进行。更高的Si及P含量会提高无取向硅钢的变形抗力,而当温度达到1 200℃时,P提高变形抗力的能力却趋于消失;而高的Als含量会降低无取向硅钢的变形抗力。