无取向硅钢冲裁过程中的组织和织构演变

无取向硅钢是电机铁芯所需要的重要软磁材料。目前,生产过程中主要借助冲裁工艺制备电机铁芯的叠片。冲裁工艺会使得无取向硅钢的切割边缘产生形变,从而导致其织构发生演变,进而影响叠片的磁性能。本文旨在研究无取向硅钢冲裁边缘的塑性形变机制,组织及织构演变机理。为了方便研究,本文首先借助钝化模具制备了在冲裁边缘具备较宽变形区域的圆形样品。随后,沿板材轧制方向和横向在圆形样品的冲裁边缘分别选取了一个观测点,并借助电子背散射技术（EBSD）分析了两个观测点的形变机制,组织和织构演变。研究表明两个观测点的形变机制和组织演变相似。由于形变机制相同,样品冲裁边缘两个观测点的织构演变规律也相似。钝化模具使得样品冲裁边缘明显的分为无弯曲,连续弯曲和整体弯曲三个区域。无弯曲和连续弯曲区域的主要形变机制是位错滑移,这一机制促进了{221}纤维织构的形成。整体弯曲区域主要处于冲裁边缘的端部,该区域的形变机制包括位错滑移和微观剪切带的形成,其中微观剪切带的形成导致该区域的织构由原始{111}纤维织构发生向{110}纤维织构的转变。     

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.     

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.     

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.     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

电工钢磁性各向异性的预估

利用多晶材料织构取向分布函数(ODF)对单晶性质进行加权平均可有效预估其宏观磁性各向异性．运用ODF分析法对电工钢的磁感应强度进行了成功估算，并通过测定相同材质的多晶标样的磁感来确定计算所需的单晶性质．     

PCVD法渗Si的研究

为解决硅含量超过３．５％的硅钢片无法轧制薄片的矛盾,探讨用等离子体化学气相沉积法（ＰＶＣＤ法）,在（０．１－０．３）ｍｍ厚的普通硅钢片表面涂硅,然后进行短时间高温扩散,使硅钢片平均含硅量达６．５％磁性能达到或超过冷轧取向硅钢片性能。     

磁场作用下取向硅钢薄带的再结晶织构

对由成品取向硅钢片经对称和非对称轧制获得的薄带进行普通与磁场退火,考察了磁场及非对称轧制对取向硅钢薄带初次再结晶织构的影响·发现磁场退火显著增加对称轧制薄带的再结晶Goss织构组分,减少非对称轧制薄带的Goss织构组分;非对称轧制在普通退火时增加Goss织构组分,而在磁场退火时使之明显减少·磁场的作用可以通过磁晶各向异性能和磁有序对晶界迁移的影响来解释·     

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.     

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.     

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.     

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.