退火工艺对无取向硅钢磁性能的影响

分析总结退火工艺各参数对冷轧无取向硅钢磁性能的影响,结合设计和生产实践经验介绍退火工艺中各参数的实际生产取值,并针对现生产工艺过程中出现的典型问题提出解决办法。     

磁场退火对无取向硅钢磁性能的影响

为了研究退火温度、磁场强度、磁场方向及退火时间等对低牌号无取向硅钢磁性能和组织的影响,在正交试验的基础上,对无取向硅钢进行不同条件的退火处理,通过对磁性能数据的正交分析,优选出最佳的工艺参数。研究结果表明:退火温度和磁场强度是影响试验钢比饱和磁化强度的主要因素,磁场强度与退火时间对剩余磁化强度也有显著的影响。当加热温度在800℃、施加磁场强度为3 T时,调整施加磁场的方向与退火时间可以使无取向硅钢的比饱和磁化强度、比剩余磁化强度分别达到260.7 emu/g、18.265 emu/g。     

退火温度对0.5 % Si无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响#br#

在实验室条件下探索了0.5 % Si无取向硅钢冷轧后退火温度对其组织、织构演变及磁性能的影响。结果表明,当退火温度从675 ℃提高到725 ℃时,再结晶率逐渐增加,725 ℃时完全再结晶。随着退火温度从725 ℃升到850 ℃,平均晶粒尺寸从18.2 μm增加到40.2 μm。随着退火温度从675 ℃提高到850 ℃,P1.5/50从10.5 W/kg降低到4.6 W/kg。当退火温度从675 ℃提高到725 ℃时,由于再结晶率增加,磁感逐渐增加。当退火温度从725 ℃升到850 ℃时,不利的{111}取向晶粒面积分数由35.8 %增加至40.4 %,有利的{001}和Goss取向晶粒面积分数由14.8 %降低到12.8 %,从而使B50从1.76 T降低至到1.74 T。因此,需要选择合适的退火温度以获得较低的铁损与较高的磁感。     

退火温度对冷轧无取向硅钢组织结构和磁性能的影响

研究了成分为0.003%C- 1.6%Si的0.5mm无取向冷轧板850～1000℃退火后的晶粒、织构、铁 损和磁感应强度。试验结果表明,随退火温度增高,晶粒的平均尺寸由850 ℃23μm 增加至1000℃115 pm, 铁损由850℃4.36 W/kg降低至1000℃3.35W/kg,磁感应强度在920℃退火达到最大值1.732 T。随退火温 度继续升高,磁感应强度逐渐降低至1000℃1.717 T     

退火温度对2.90%Si冷轧无取向硅钢组织和磁性能的影响

为了给工业生产中退火工艺的制定提供技术依据,对2.90%Si无取向硅钢进行了退火试验,从而发现退火温度对2.90%Si无取向硅钢的组织、织构以及磁性能的影响规律。试验结果表明,在试验温度范围内,冷变形组织均发生了再结晶行为,且织构以{111}织构组分为主;在退火温度为880~900℃时,晶粒均匀性最佳。     

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.     

冷轧无取向电工钢连续退火工艺研究

将经CSP流程生产的、(Si+Al)=1.0%成分为基的冷轧无取向电工钢,在MULTIPAS模拟器上进行连续退火工艺模拟试验。结果表明:该成分的热轧板卷经过约75%冷轧压下率得到的冷轧板完全再结晶温度为700℃,该冷轧板经820℃×60s退火可获得磁性和力学性能较好的全工艺型产品;经720~780℃×60s退火可获得力学性能和磁性较好的半工艺型产品。在MULTIPAS模拟器上进行冷轧无取向电工钢的连续退火模拟,采用合适的涂层保护,就可克服钢材表面氧化;选取合适的升温及降温速度,就可使退火后的板形满足磁性测量的要求。在MULTIPAS模拟器上,进行不脱碳的冷轧无取向电工钢的连续退火模拟是可行的。     

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。     

退火温度对无取向硅钢组织结构的影响

本文研究了退火温度对无取向硅钢晶粒大小、晶体织构的影响。随着退火温度的升高，平均晶粒尺寸增加。在低温段。随着退火温度的升高，对磁性能不利的织构组分减弱。在高温段，织构随退火温度变化正好与低温段相反。退火温度通过影响晶粒尺寸和晶体织构对磁性能有明显的影响。     

退火温度和时间对冷轧无取向硅钢组织与织构的影响

针对冷轧无取向硅钢退火工艺的特点,研究了退火温度和保温时间对成分为0.004%C、0.33%Si的冷轧无取向硅钢晶粒组织和织构演变的影响.结果表明:退火后,α线上{100}织构密度明显减弱,取向从{112}〈110〉向{111}〈112〉大量聚集;适当增加保温时间有助于提高{100}〈hkl〉织构,900℃、保温180 s,水冷得到的织构分布比较均匀,{001}面织构占有率比较高.     

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。     

稀土钇对4.5％Si无取向硅钢成品板组织和磁性能的影响

采用4种不同稀土钇（Y）质量分数(0、0.006 %、0.012 %、0.016 %)的无取向4.5 %Si钢,探究了稀土Y对4.5 %Si钢成品板微观组织和磁性能的影响。研究表明,稀土Y可以将纳米级方形TiN、Al2O3夹杂物有效变质为球状TiO2、Al2O3、Y2O2S复合夹杂物,粗化夹杂物的尺寸,减少0~500 nm弥散细小的夹杂物的数量,因此添加适量Y可以使得4.5 %Si钢成品板晶粒长大速率加快,晶界迁移激活能减少,磁畴与晶界和夹杂物的相互作用的损耗减少,铁损降低。但过量Y会使细小夹杂物继续增多,晶界钉轧作用增强,成品板晶粒尺寸降低。在退火过程中,由于{111}取向晶粒易在微细夹杂物附近优先形核长大,稀土的添加降低了夹杂物密度,且稀土在晶界的富集减小了{111}晶粒在晶界的形核优势,因此稀土Y的添加削弱了γ织构的强度。结果表明,含0.012 %Y的试样的B50最高为1.655 T,在各频率下的铁损最低,分别为P1.0/50=1.41W/kg、P1.0/400=19.28 W/kg、P1.0/1000=77.69 W/kg。     

组织与织构对CSP工艺生产冷轧无取向电工钢磁性能的影响

采用光学电子显微镜和ODF分析方法,研究了两种CSP工艺生产的无取向电工钢组织和织构类型对磁性能的影响.结果表明:随着钢中(Si Al)含量增加,晶粒尺寸增大,铁损降低;当{100}<0vw>和α、η纤维织构组分增加后,电工钢磁性能得到改善;随着{111}<112>织构组分强度降低,磁感明显提高.     

铈含量对无取向电工钢磁性能的影响

研究了0～0．022wt％范围的铈含量对四种无取向电工钢显微组织、织构和磁性能的影响。成品退火后,晶粒尺寸随铈含量的增加而增大,并在含铈0．011wt％的钢中达到最大值。含铈0．003wt％的钢具有最强的（110）〈001）织构。在铈含量相同的钢中,（111）〈uvw〉纤维织构的强度随终轧温度的降低和预退火温度的增加而下降。在同样的工艺条件下,磁通密度随铈含量的增加而稍微增加,并在含铈0．003wt％的钢中达到最大值。对于铈含量相同的钢,磁通密度随预退火温度增加和终轧温度降低而增加。另一方面,铁损随钢中铈含量增加而下降,并在含铈0．003wt％的钢中达到最小值。在铈含量相同的情况下,铁损随预退火温度增加和终轧温度降低而下降。主要通过形成有利织构和最佳的成品晶粒尺寸,含铈0．003wt％的钢表现出最好的磁性能。     

消应力退火对无取向硅钢组织和磁性能的影响

采用连续退火和井式退火两种消应力退火工艺生产35SW440牌号的爱泼斯坦方圈样,并对不同消应力退火工艺与组织、析出及磁性能之间的关系进行了比较研究。结果表明：一次退火板经消应力退火后铁损明显降低,磁感增加。与井式退火工艺相比,连续退火工艺生产的铁心在高磁密条件下磁性能较差,主要原因是带钢表面出现了明显的表面渗氮现象。表面渗氮源于其保护气氛、退火工艺设计不合理,形成大量细小弥散的AlN析出物。AlN析出物通过影响磁畴壁和磁矩运动,恶化磁性能。井式退火工艺由于有效控制了带钢表面渗氮,显著降低了电工钢片高磁密下铁损值,使成品铁心性能指标得到改善。     

无取向电工钢连续退火模拟在生产中的应用

应用MULTIPAS连续退火机试验机,对冷轧无取向电工钢进行连续退火工艺模拟,通过对试验工艺的不断完善,实现了对无取向电工钢连续退火温度曲线、张力的模拟,通过有效的板形控制措施,试验样板板形完全满足单片磁性能检测和力学性能检测需要,从而使该模拟方法模拟的试验结果超出纯理论研究的范畴,能够有效应用到生产实践中。     

常化工艺对27AHSW450高强度无取向硅钢织构和磁性能的影响

对27AHSW450高强度无取向硅钢进行了不同工艺制度常化实验。结果显示,经900~1 030 ℃常化50 min后,950 ℃才可观察到几乎完全回复和再结晶的等轴晶。取向由近热轧板织构分布特征向随机取向的织构过渡。经950 ℃终退6 min后,成品板中织构分布趋于一致,主要由λ织构、α*织构和强γ织构组成。成品的轧向磁感应强度优于横向。900 ℃常化时磁感应强度最佳值为1.64 T。横向和纵向的铁损差异不大,950 ℃常化时铁损值最低,为25.1 W/kg。