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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

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益,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。     

Study on precipitation and transition mechanisms from the magnetic properties of silicon steel during annealing

Precipitates play an important role in determining the mechanical and magnetic properties of silicon steel. This paper aims to investigate the growth kinetics of precipitates in commercial silicon steel by analyzing its magnetic properties during isothermal annealing at 200℃. The growth of precipitates was studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and magnetic measurements. In combination with the coercive field and initial susceptibility, this technique offers the advantage of being non-destructive and providing quantitative information about the number, mean radius of precipitates, and fraction of transformation. An observed decrease in the number of precipitated particles indicates that the transformation starts from particles of appreciable initial size.     

含铜取向硅钢磁性能波动成因分析

含铜取向硅钢是一种成本低、成品率高的新型CGO取向硅钢.其制备工艺明显区别于主流的低温加热渗氮高磁感(HiB)取向硅钢,其产品的磁性能波动范围显著高于低温渗氮钢.本文对实际生产中收集到的一些含铜CGO钢成品板中的组织与磁性能进行研究分析,尝试建立不同组织和磁性能相互间的对应关系,并对磁性能波动现象进行分析.分析结果表明,含铜CGO钢成品板组织与抑制剂有明确的对应关系,而晶粒尺寸与Goss晶粒取向度并不完全呈对应关系.同时对热轧板中的异常组织进行了深入研究,认为热轧板表层脱碳区和中心层粗大形变晶粒的存在,直接影响了抑制剂的分布,导致最终成品板中组织和磁性能的波动.     

强磁场退火对FePt薄膜结构与磁性能的影响

为减少FePt纳米薄膜退火过程中晶粒团聚长大,进行了在外加强磁场条件下的退火实验。对化学法制备的FePt纳米薄膜,经热处理后外加磁场,并使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、振动样品磁强计表征薄膜的结构、晶粒尺寸和磁性能。实验发现:外加7.96MA.m-1磁场450℃退火,样品即开始有序化相变;外加7.96MA.m-1磁场600℃退火,样品有序度要高于常规退火样品;外加1.59～6.37 MA.m-1磁场550℃退火,样品晶粒明显细化、矫顽力明显提高。因此,强磁场退火能降低FePt薄膜有序化相变温度,提高有序度、细化晶粒和提高矫顽力。     

渗氮温度对取向硅钢抑制剂状态的影响

采用低温高磁感取向硅钢(Hi-B钢),分别于660、770、900℃三个温度下进行渗氮试验。借助SEM、EDS、EPMA等技术,对比研究了不同渗氮温度下硅钢中"获得抑制剂"的析出行为及分布情况。结果表明,较低的渗氮温度有利于钢中渗氮量的提高;660、770℃下渗氮试样表层的析出相主要为Si_3N_4,而900℃下渗氮试样表层析出相主要为(Al,Si)N。660℃下渗氮形成的Si_3N_4析出相最多,分布于晶内和晶界处,770℃下渗氮形成的Si_3N_4主要分布于晶界处,而900℃下形成的Si_3N_4大部分已经转化为(Al,Si)N。     

电脉冲对P510L钢的影响

用不同的脉冲电流对P510L钢进行了孕育处理,研究了不同的电脉冲参数对其宏观组织和微观组织的影响.结果表明,将处理过的钢液在空气中冷却,晶粒明显得到了细化、枝晶大大减少,经过电脉冲处理后的P510L钢的珠光体形态发生了显著的变化,片层间距明显缩短.     

取向硅钢脱碳过程的数值模拟分析

通过对硅钢钢带表面的脱碳反应动力学和碳在钢带内部扩散机理的研究,建立取向硅钢脱碳过程的数学模型,模拟分析脱碳气氛、退火温度、钢带的初始碳含量和厚度等因素对脱碳过程的影响,并与试验结果进行对比分析。结果表明,所建模型是可靠的;气氛中的水氢比过高会引起钢带表面过氧化而阻碍脱碳;钢带初始碳含量只在脱碳初期对脱碳过程有所影响;钢带中心部位的碳向外表面的扩散是影响脱碳过程的重要环节;提高退火温度并适当降低露点有利于加快取向硅钢钢带脱碳过程的进行。     

取向硅钢绝缘涂层结构及其对铁芯损耗的影响

采用XRD、SEM和TEM等方法研究了取向硅钢陶瓷涂层的结构特征,采用磁性测量仪分析了此结构对铁芯损耗的影响. 结果表明:取向硅钢绝缘涂层包括硅酸镁底层和磷酸盐涂层两部分,硅酸镁底层与钢板基体之间主要是嵌入式机械结合,未见底层原子或原子团扩散,因此为了获得底层对基体良好的附着性,底层应形成细小而排列紧密的硅酸盐晶粒,并嵌入钢板基体的表层,但是也会对取向硅钢的铁芯损耗产生不利影响.