无取向磁性电工钢退火工艺研究

无取向磁性电工钢是一种应用范围极为广泛的金属功能材料,主要用于制作小型家电和大型变压设备的软磁合金材料,其用途广泛、节能环保、需求量大,是日常应用极为重要的功能材料.本文从无取向电工钢退火时间、温度对磁性的影响分析入手,区分温度对不同结构占有率以及时间对晶粒尺寸大小、变化的影响程度,研究认为纤维组织完全消失和(111)面组织状态构成较弱时,磁感处于最高点,而磁滞损耗与铁损同步降低,对组织结构影响不大.通过对课题的研究分析,力求为推动相关领域的实践发展做出有益的探索与尝试.     

循环应力对高牌号无取向电工钢磁性能的影响

以30WGP1600无取向电工钢为研究对象,采用磁性测量仪检测循环拉应力对试验钢磁性能的影响规律,利用Bitter粉纹法、EBSD和TEM等分析手段,分别观察了不同循环应力下试样的磁畴、织构和位错结构的变化特征。结果表明,最大循环应力Smax小于材料的弹性极限强度(300 MPa)时,去除应力后试验钢的磁性能基本恢复;Smax≥300 MPa时,试验钢的磁畴结构和织构发生变化,磁性能开始恶化,其铁损P1.0/50、矫顽力和饱和磁致伸缩系数均随着Smax的增大而增加,而磁感应强度B50则随之降低,并且变化速率均越来越快。     

CSP流程生产全工艺无取向电工钢

为了简化传统无取向电工钢的生产工艺,降低消耗,提高无取向电工钢的磁学性能,通过氧气顶吹转炉(BOF)—RH真空处理—LF精炼炉—薄板坯连铸连轧(CSP)—酸洗连轧—连续退火流程,成功开发了全工艺冷轧无取向电工钢50W800并实现了批量化生产。研制的50W800铁损P1·5/50<4·6W·kg-1,磁感应强度B50>1·71T,板形和表面质量良好,涂层具有优良的耐蚀性能和绝缘性能,能够满足电机行业的使用要求。     

不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性

论证了不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性.结果表明,不同晶面的这两项指标均与它们在极图上的位置有关,13个重要晶面对无取向电工钢磁感应强度的贡献依照以下次序降低: {100}-{310}-{411}-{521}-{210}-{110}、{431}、{321}和{211}-{221}-{332}-{433}-{111};而磁性各向异性则以{110}晶面最强,{111}晶面最弱,{111}晶面及其他晶面的磁性各向异性以{110}晶面的极点为中心呈放射递减状分布在反极图上.     

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.     

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。     

板坯加热温度对低温技术取向电工钢抑制剂与磁性的影响

利用透射电镜研究了采用"固有抑制剂法"低温板坯加热技术生产的取向电工钢热轧板中抑制剂的析出行为,探讨了板坯加热温度对二次再结晶和成品磁性的影响.结果表明:热轧板中析出相以复合硫化物为主;随着板坯加热温度的提高,复合硫化物中铜锰比增高,析出相尺寸减小,分布更均匀,同时AlN析出增多,使得抑制力更强,二次再结晶更完善,磁性更好.     

对冷轧无取向电工钢生产现状的综述

本文综述了国内冷轧无取向电工钢的发展现状,分析了国内冷轧无取向电工钢生产中存在的主要问题和与国外水平的差距,并对今后的发展方向进行了展望。     

加载频率对高牌号无取向电工钢疲劳性能的影响

以一种高牌号无取向电工钢30WGP1600为研究对象,通过高周疲劳试验探讨加载频率对电工钢疲劳性能的影响,采用透射电镜观察不同加载频率下疲劳变形后试样的位错结构,进而分析加载频率对电工钢疲劳特性的影响机理。结果表明,30WGP1600电工钢的疲劳性能对加载频率比较敏感,加载频率从10Hz增至50Hz时,其疲劳寿命和疲劳极限得到提高;在10Hz下疲劳变形后,电工钢的位错结构主要是位错缠结和胞状结构,并有窄的驻留滑移带,在50Hz下疲劳变形后,在晶体中可观察到长的螺型位错线和较宽的驻留滑移带,这些位错结构的特殊作用导致了在较高加载频率下电工钢疲劳性能的改善。     

脉冲磁场退火对取向硅钢磁性能的影响

通过对取向硅钢进行脉冲磁场退火实验,发现在相同的退火时间（6.0 min）内,低于1 T的脉冲磁场可以在一定程度上提高取向硅钢的磁感（B8）,而高于1 T的脉冲磁场则会使取向硅钢的磁性能急剧恶化.同时发现,脉冲直流电加热方式会使取向硅钢的磁性能恶化.研究表明,脉冲磁场退火有望成为一种调控材料微观结构的有效手段.     

钙处理对冷轧无取向硅钢磁性的影响

通过金相显微镜、图像分析仪、扫描电镜和透射电镜等手段,研究了未用和采用钙处理无取向硅钢片中微细夹杂物的数量、尺寸分布以及夹杂物的类型.发现对无取向硅钢片铁损影响较大的是0.1～0.4μm的微细夹杂物,夹杂物类型对铁损影响较小.     

无取向电工钢脱碳组织的动力学分析

无取向电工钢两相区脱碳退火获得柱状铁素体晶粒可有效改善材料组织的均匀性.本文从动力学角度分析柱状晶的生长过程.柱状晶的形成分为“形核”和定向生长两个阶段,其中定向生长过程本质上是反应扩散和再结晶长大共同引起的界面迁移,且在动力学上符合抛物线规律,但其生长速率与退火温度之间并非呈单调的变化关系,而是在900℃时呈极大值.最后结合柱状晶生长速率的导出公式得到柱状晶“晶核”的尺寸约束条件,这对实际生产过程中无取向电工钢脱碳工艺的设计有一定的指导意义.     

退火温度和Si含量对无取向电工钢磁特性的影响

结合磁性能测试和微观组织观察,研究了Si含量和再结晶退火温度对无取向电工钢冷轧板磁性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,两组Si含量不同的无取向电工钢的晶粒尺寸增大,磁畴移动更容易,最大磁导率μ_(max)增加,铁损P_(1.5/50)随之降低,而磁导率μ_(1.5/50)则呈现先增加后降低的趋势,在800℃左右达到最大值。而当退火温度一定时,钢中Si含量越高,其铁损P_(1.5/50)、磁感应强度B_(5000)和磁导率μ_(1.5/50)越低,且仅当退火温度高于800℃时,含Si量高的无取向电工钢的最大磁导率μ_(max)更大。根据电机设计要求,可选择合适的无取向电工钢成分和退火工艺,以获得最优综合磁性能。     

冲裁件工艺要求探讨

在充分满足冲裁件结构设计本身技术的同时，必须满足冲裁件工艺要求，这样才能达到最好的经济效果，特别在大批量生产时，尤为重要．     

冷轧无取向硅钢片的磁性

研究了冷轧无取向硅钢片晶粒尺寸及其均匀性对铁损的影响,统计出不同温度氢气热处理和真空热处理后各种晶粒尺寸所占百分比。实验证明:晶粒平均尺寸接近临界值时,铁损最低。用腐蚀坑法和Bitter粉纹图法结合起来,研究了冷轧无取向硅钢片晶粒不同晶面在轧面上呈现的磁畴形貌及该畴对应的蚀坑,计算出了易磁化畴和复杂畴所占的百分比,阐述了它们对磁性的重要影响。     

热轧卷取时间对新型冷轧无取向电工钢组织和性能的影响

研究了热轧卷取时间对无取向电工钢晶粒组织、织构演变、铁损和磁感的影响.结果表明,成品晶粒尺寸在120～140 μm之间,随卷取时间的增加,成品晶粒尺寸增大.成品织构主要由Y纤维,a纤维和高斯织构等构成.随着保温时间的增加,{111}＜110＞和{112}＜110＞织构强度降低.随卷取时间的增加,成品P1.5降低.热轧板最佳的卷取工艺为550 ℃保温2～3 h,电工钢的综合磁性能优良.     

冲裁工艺方案的计算机辅助设计

本文给出了选择冲裁工艺方案的主要依据,提出了自动搜索、图形类比和人机对话三者相结合来优化选取冲裁工艺方案的方法.     

板材精密冲裁工艺的研究

在有限元分析的基础上，提出了一种阶梯形凸模负间隙精密冲裁方法。其特点是可使精冲工艺在单动压力机上实现，而无需专用三动压力机。这种精冲方法，模具结构简单，易于制造和安装，成本低。用铜、铝、钢等材料对该方法进行了实验验证，得到了剪切断面上100％光亮带的精冲件。     

冷轧无取向电工钢再结晶织构形成机制探讨

利用X-射线衍射技术测定无取向电工钢冷轧基体中各晶体学方向的点阵畸变储能和亚晶块尺寸,研究其微结构对再结晶织构的影响,并探讨了无取向电工钢中再结晶织构的形成机制.结果表明,形变储能和亚晶尺寸对再结晶织构的影响显著,"定向成核"再结晶织构形成机制是存在的.     

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．