铈对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢再结晶组织和织构的影响

利用OM、SEM/EBSD、OIM等手段研究了铈对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢再结晶过程中组织和织构的影响,重点探讨了铈对再结晶率和再结晶晶粒平均尺寸、初始再结晶织构以及再结晶过程中织构演变规律的影响,并分析了其机理。结果表明,含铈试验钢的再结晶率和平均晶粒尺寸均高于不含铈试验钢,且含铈试验钢的再结晶形核织构中有利织构所占的比例更高,对磁性能不利的{111}面织构所占的比例更低。主要原因是无取向硅钢中适量的铈能够有效抑制MnS等微细夹杂的析出并使AlN和Al_2O_3等夹杂球化、粗化,阻碍了{111}位向的晶粒在夹杂物周围的优先形核和长大。     

铈对3.0%Si无取向电工钢磁性能的影响

实验室模拟CSP流程生产了添加铈元素的无取向电工钢,研究了0~0.015%Ce含量对3.0%Si无取向电工钢成品组织、织构、析出物和磁性能的影响。结果表明,适量的Ce能使钢中夹杂物聚集粗化,成品退火后,再结晶晶粒尺寸变大,{100}和{110}织构增多,{111}织构减少。本次实验条件下,3.0%Si无取向电工钢最佳Ce含量为0.0062%,此Ce含量下成品的铁损P15/50为2.75 W·kg~(-1),磁感B50为1.728 T。     

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。     

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。     

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.     

微量Sn对0.4％Si无取向硅钢组织和磁性能的影响

结合实际生产0.4％Si无取向硅钢,统计了不含Sn和0.025％Sn无取向硅钢的磁性能变化,利用金相显微镜、X射线衍射仪观察分析不同成分下试样的显微组织和微观织构.试验结果表明:Sn元素可以显著降低无取向硅钢的晶粒尺寸,0.025％Sn试样的平均晶粒尺寸比不含Sn减小28.4％;加入Sn元素后抑制了无取向硅钢中不利于磁性能的{111}面织构组分强度,提高了对磁性能有利的{100}面织构组分强度,0.025％Sn与不含Sn相比磁感均值从1.756 T提升至1.768 T,铁损均值从5.476 W/kg降低至5.204 W/kg,明显改善了无取向硅钢磁性能.     

退火工艺对3.15 % Si冷轧无取向硅钢组织和织构的影响

试验研究了退火温度（850~950℃）和时间（5~18 min）对2.3 mm热轧硅钢板（/%:0.036C,3.15Si,0.21Mn,0.005P,0.007S,0.032Al）6道次轧制的0.35 mm冷轧板组织和织构的影响。结果表明,退火温度越高,晶粒平均尺寸越大,900℃5 min退火时平均晶粒尺寸41.39μm,试样织构主要集中在γ取向线上的{111}＜112＞;织构组分和{111}＜110＞;织构组分;900℃18 min退火时平均晶粒尺寸为48.08μm,试样的{111}面织构和{112}面织构密度都明显减弱,{001}面织构增强,磁性能较优。     

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。     

二次冷轧压下率对无取向电工钢薄带磁性能和织构的影响

研究了二次冷轧压下率对无取向硅钢薄带磁性能和织构的影响,结果表明:采用二次冷轧工艺时,55%左右的二次冷轧压下率能够获得磁性能优良的0.2 mm厚无取向硅钢薄带.当二次冷轧压下率高于55%后,成品钢带中对磁性能不利的r织构组分比例逐渐增强,特别是{111}<112>、{111)<110>织构.采用55%左右的二次冷轧压下率制造能获得{100}面织构和高斯织构比例都较高的产品,其铁损P1.0/400能够降低到10.6 W/kg,同时磁感B50能达到1.68T.     

CSP与传统工艺生产无取向电工钢的组织和织构对磁性能影响的对比分析

 摘 要：本文对CSP工艺及传统工艺流程下再结晶退火织构和组织对成品磁性能的影响进行了对比分析,结果发现：同牌号的无取向电工钢,CSP流程生产的成品组织尺寸大、铁损低;CSP工艺流程的再结晶退火织构具有高的{100}<0vw>有利织构组分,较低的不利织构{111}组分;CSP流程生产的无取向电工钢磁性能得到明显提高,磁感B50值提高约0.02T。     

锡或锑在无取向电工钢中的研究进展

近年来,在节能减排背景之下,国内外众多研究者对无取向电工钢磁性能的提升做了大量研究。为了探索无取向电工钢磁性能提升的方法,对锡或锑对无取向电工钢磁性能的作用机制(晶粒尺寸和晶体织构的控制)进行分析。基于该作用机制,介绍锡或锑的添加对无取向电工钢磁性能的影响。经研究发现,适量的锡或锑在晶界偏聚,不会阻碍晶界的移动并且致使晶粒尺寸降低;与此同时,锡或锑在晶界偏聚不仅抑制{111}织构在原始晶界处形核及生长,还降低(100)晶粒表面能,促进(100)晶粒生长。因此,适量添加锡或锑,可使无取向电工钢铁损下降、磁感提升。最后结合生产工艺,建议无取向电工钢的研究方向应为稀土含量对高牌号无取向硅钢夹杂物尺寸和数量分布的影响,锡或锑的添加量和常化工艺参数(常化时间、常化温度)对常化晶粒尺寸的影响。     

Effect of lanthanum content on microstructure and magnetic properties of non-oriented electrical steels

The effect of lanthanum content in the range of 0-0.011 wt.%,on the inclusion size distribution,microstructure,texture and magnetic properties of three non-oriented electrical steels was studied.After final annealing,lanthanum effectively inhibited the precipitation of MnS precipitates in steel,the formations of La2O2S and LaS inclusions not only acted as nuclei of AlN precipitates,but also combined with Al2O3 and formed composite inclusions with larger size.Grain size firstly increased and then decreased with lanthanum content increasing.Steel containing 0.0066 wt.% lanthanum obtained the largest grain size,the strongest {110}<110> texture and the weakest {112}<110> texture among all the tested steels.Magnetic flux density firstly increased and then decreased,core loss firstly dramatically decreased and then slightly decreased with lanthanum content increasing.Among the three tested steels,steel with 0.0066 wt.% lanthanum demonstrated the best comprehensive magnetic properties mainly through the development of favorable texture and appropriate final grain size.     

Effect of Heating Rate on Microstructure Evolution and Magnetic Properties of Cold Rolled Non-Oriented Electrical Steel

The effects of heating rate (ranging from 50 to 300 ℃/s) during the final annealing process on microstructure evolution and magnetic properties of cold rolled non-oriented electrical steel were investigated. It was found that increasing heating rate increased the nucleation temperature and complete recrystallization temperature. At the same time, heating rate increasing could cause the substantially refined structures for the recrystallization grains and this grain refinement would decline when the heating rate was beyond 50 ℃/s. The recrystallization texture exhibited pronounced improvement with heating rate, such as the intensity decrease of 111ND (normal direction) fiber and the intensity increase of {110}001 Goss texture component. The texture improvement and grain size refinement caused by heating rate increasing resulted in complicated variation of the magnetic properties. The magnetic induction (B50) keeps increasing while heating rate increases from 15 to 300 ℃/s which is due to the recrystallized texture optimization caused by rapid heating. The core losses (P1.5/50) decrease while heating rate increases from 15 to 100 ℃/s; however, the core losses would increase when heating rate is higher than 100 ℃/s, which is caused by the mean grain size refinement after rapid heating annealing. The results indicate that recrystallization texture and the magnetic properties of the non-oriented electrical steel can be improved definitely by rapid heating during the final annealing treatment.     

Ce对2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢夹杂物变质的影响

研究了添加单一稀土元素Ce后2.9%Si-0.8%Al无取向硅钢中夹杂物的变质机理。依据冶金热力学理论计算了Ce添加后,钢液中可能生成的夹杂物种类,分析了各种夹杂物存在的稳定性和相互转化的条件。在此基础上,利用SEM、EDS研究了Ce对无取向硅钢中夹杂物数量、尺寸、形貌及类型的影响。结果表明:适量的Ce显著降低了无取向硅钢中微细夹夹杂物(小于1μm)的数量,增加了粗大夹杂物(2~5μm)数量;Ce使AlN、Al_2O_3等夹杂物变性为球状的CeO_2S_2+AlN、CeS+CeAlO_3和CeS+Al_2O_3等复合夹杂物,有效抑制了钢中MnS的析出。     

冷轧无取向硅钢的织构和组织性能分析

分析和讨论了国内外牌号为50W800和50W600，50H1300，50A1300的4种普通冷轧无取向硅钢的成分、组织、织构对磁性的影响。根据织构取向分布函数(ODF)分析结果，得出为获得高的无取向硅钢磁性能，硅钢除具有高的纯净度，低的夹杂物含量，组织均匀、晶粒细小外，应控制产品形成{HKL}面织构，尤其是{100}面织构，以便同时降低铁损和提高磁感。     

弯曲冷加工工艺对冷轧无取向硅钢性能的影响

分析了不同的冷弯曲工艺的冷轧无取向硅钢(%:0.003C,0.80Si,0.28Mn,0.015P,0.003S,0.24Als)经750℃2 h去应力退火后的组织和性能。结果表明,再结晶晶粒弯曲变形后,去应力退火过程表面晶粒的长大使钢板中的不利{111}面织构明显减弱,{111}<112>织构组分也不再突出;还出现了一定量有利的Goss({110}<001>)织构。该弯曲20次工艺既能改善冲压性能,又提高去应力退火后电磁性能     

退火温度对3.1 %Si无取向硅钢组织织构与磁性能的影响

研究了退火温度对3.1 %Si无取向硅钢组织和磁性能的影响规律。结果表明：退火温度从940 ℃提高至1 000 ℃,平均晶粒尺寸由98 μm增加到145 μm,铁损P1.5/50从2.576W/kg降低至2.408 W/kg。随着退火温度的升高,γ不利织构组分强度逐渐降低,{111}〈112〉织构组分强度降低约16 %,磁感B50逐渐升高,磁性能水平提高。     

高硅钢近柱状晶初始组织的形变、再结晶行为及磁性能

采用电子背散射衍射技术对高硅钢近柱状晶初始组织直接热轧、温轧、冷轧和退火组织及织构演变进行分析,并测定相应退火板的磁性能.该实验条件下组织与织构演变规律体现了表层剪切细小组织和中心层粗大组织的竞争关系,其中中心层组织与原始立方取向相关或表现为α线取向.柱状晶的影响在最终退火组织中仍存在,少量立方取向区域可遗传到最终退火板中,虽然没有大量出现,仍有效削弱了{111}织构.形变退火过程中与原始立方取向线有关的晶粒尺寸普遍较大,有利于磁性.样品最终的磁感应强度低于文献报导的强{120}〈001〉或{100}〈021〉织构样品,但高于普通无取向高硅钢,且轧向和横向磁感应强度值差异小,所以柱状晶组织有利于无取向高硅钢的制备.      

常化对含硅1.6%的无取向电工钢组织和织构的影响

 研究了常化对CSP流程生产的wSi=1.6%的无取向电工钢组织、织构和成品磁性能的影响。结果表明,经CSP流程生产,且在相同的冷轧及退火制度下,经1000℃×2min常化处理的wSi=1.6%的无取向电工钢热轧板,其最终退火成品的铁损P15/50比不常化试样下降了10.5%,磁感B50比不常化试样提高了2.5%;常化使wSi=1.6%的无取向电工钢成品的平均晶粒尺寸增大,成品铁损P15/50相应减小;同时,常化使wSi=1.6%的无取向电工钢成品中高斯织构的强度增加,γ纤维织构的强度减弱,这有利于成品磁感B50的提高。