主要成分和工艺对极低铁损高磁感无取向电工钢磁性的影响

为， 是对成品样艾卜斯坦试片再进行了一次分剪 （即由 9!! 77 8 9! 77 分剪成 9 片 3!! 77 8 9! ， 残余加工应力增加所至。 77） !&# 成分与磁性的关系 分析磁性与成分关系可以看出： 在本研究特 征钢中， 当其他合金及夹杂元素含量相接近时， 并表现 .2、 $% 含量不同与磁性有明显的对应关系， 出不同的特点。 ! & # & " .2 对磁性的影响 由第一次后工序试验结果可以看出： 当 $% 等 其他元素含量一定时， 若# （ .2） 由 3 & #! ( 左右提 则 $3 ! 6 % 6! 由 " & *63 A < BC 降到 高到 " & 9! ( 左右， 铁 损 降 低 了 ! & 3’# A < BC， ’6 !!! 由 " & 64" A < BC， 磁感降低了 ! & !36 E； 由第二 3 & *96 E 降到 3 & *"! E， 次后工序试验结果可以看出： 当 $% 等其他元素含 （ .2） 由 3 & ** ( 提高到 " & 6! ( ， 其平 量一定时，# 均 $3 ! 6 % 6! 则 由 " & 636 A < BC 降 为 " & 94* A < BC， 平均 ’6 !!! 则由 3 & 4!: E $3 ! 6 % 6! 仅降低! & 3"4 A < BC， 降为 3 & *’4 E，’6 !!! 却降低了 ! & !9’ E。 由此可以认为， .2 仍然是影响磁性的主要因 素， 即继续提高 # （ .2） ， 可以继续降低铁损， 同时 亦降低磁感， 但增 .2 降低铁损的幅度已远不如其 在普通无取向硅钢中尤其中等硅含量时强烈， 而 降低磁感的幅度却明显增大。# （ .2）对磁性的影 响关系见图 3。 ! & # & # $% 对磁性的影响 由第二次后工序试验可知： 当# （.2） 为3 ! 4! " ， （$%） 由无 $% （!&!!’ ( ） 提 而其他元素含量一定时， # 到 !& 96 ( 时， 其平均 $3 ! 6 % 6! 由 "& #’9 A< BC 降低到 ， "&*"3 A< BC $3 ! 6 % 6! 降低了 !& ":" A< BC，’6 !!! 由 3& 则降低了 !&!!’ E， 而当 # （$%） 再 43" E 降为 3&4!’ E， 提高到 !&*! ( 时，$3 ! 6 % 6! 为 "&:’6 A< BC，’6 !!! 为 3& *"4 E， $3 ! 6 % 6! 则进一步降低了!&"6’ A< BC， ’6 !!! 降低 了 !&!": E。由第一次后工序试验可知： 在# （.2） 为 且其他元素含量相同时，# （$%F） 提高 3&#! ( 左右、 平均 -3&6< 6! 则降低了!&:"3 A< BC， 平均 >6 !!! !&96 ( ， 仅降 低 !& !3: E； 而当 # （.2）为 "& 9! ( 左 右 时， （$%F） 提高 !&96 ( ， 平均 -3&6< 6! 则降低了 !& 9#’ A< # 平均 ’6 !!! 反而提高了 !&!!# E。分析认为， 本研 BC、 究特征钢复合含有 -、 ., 等正偏析元素增加了钢抗 内氧化能力， 致使 $% 不易被氧化， 可以充分发挥 $% 提高基体电阻率等有利作用， 并可促进再结晶和再 结晶织构完善， 有利提高磁性。可以认为， $% 亦是影 响磁性的主要元素之一， 但其降低铁损幅度比 .2 大， ・ 69 ・
联系人： 谢晓心， 工程师， 武汉市 （6#""N"） 武钢技术中心高新所
冶炼。试料冶炼在 5" MA 真空感应炉上进 （$） 行， 锭重 $" MA O 锭， 每炉浇铸 5 个钢锭， 微调出 # P 试料成分范围 % （ D）为 " " ""# " & ’ 5 种成分， （ 3;） 为 $ " 5#5 & ’ ! " 5N & 、 （ 3） 为 " " ""6 T & 、 % % （7）为 " " ""! ! & ’ " " ""5 & ’ " " ""N & 、 %
大中型电机较多注重运行安全而要求有极好 的散热效果， 传统的观点多是选用极低铁损的高 牌号无取向硅钢作铁芯材料， 又因其与中小电机 比较具有较高的效率， 故对铁芯材料磁感没有更 多要求。但是， 大中型电机能耗大， 且大多处于连 续、 长周期运行状态之中， 其工作效率的稍许提高 即可大量节约资源、 降低能耗， 可产生明显的经济 效益社会效益。而极低铁损高磁感无取向电工钢 则是用于提高大中型电机效率理想的铁芯材料。 通常， 高牌号无取向硅钢， 因铁损值极低， 要 求合金度高， 且常化温度、 成品退火温度高， 退火 气氛控制严格， 工艺复杂且难以获得高磁感。
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（#$） 对磁性的影响 !
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成品金相组织
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为满足制作大、 中型高效率电机的需要， 近年 来， 我们进行了系列研究， 实验室研制出了 !$ " 5 # 5" （ 范围 ! 8 #" P # 8 5" B O MA） ，$5 """ " !# 8 5" B O MA $ 8 Q" F 以上系列极低铁损高磁感无取向电工钢， 并成功地在大生产上试制出了 RS># 产品。本文 论述了系列极低铁损高磁感无取向电工钢磁性水 平和主要成分及工艺对磁性的影响。 @ 试验工艺及参数
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研
究
第5期 （总第 $#6 期）
7(8 5 （ 39:$#6）
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・ 电磁材料 ・
主要成分和工艺对极低铁损高磁感 无取向电工钢磁性的影响
谢晓心 张新仁
（武汉钢铁集团公司）
摘 要 研究了主要成分和工艺对极低铁损高磁感无取向电工钢磁性的影响。结 但 <4 降低铁损的幅度较大， 恶化 果表明， 在研究条件下 3; 和 <4 均为基本合金化元素， 磁感作用小， 热轧板常化能降低铁损， 缓冷可明显改善磁感， 采用一次冷轧法可获得较 好的综合磁性， 适当提高退火温度可使不同状态的热轧板成品性能基本趋于同一水平。 关键词 高磁感 无取向 电工钢 成分 工艺 磁性
恶化磁感的幅度比 !" 小， 并随着 ! （!"） 的提高有利 作用愈明显， 添加或提高 ! （#$） 对改善磁性尤其是 极低铁损高牌号无取向电工钢磁性十分有利， 有 !"
不能替代的作用。 #$ 对磁性的影响见图 %。含 #$ 钢与不含 #$ 钢成品金相组织对比见图 &。
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（ !"） 对磁性的影响 !
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（$%） 为 ! & !!’ ( ) ! & *! ( 、 其他合 ! ! !!" # " 、 # 金成分 +,、 -、 .,、 /0、 12 等均为固定水平。 开坯。均热温度 3 !4! 5 ， 钢锭烧透。锻 （"） 造开坯料规格为： *6 77 8 "6 77 8 长度。 热轧。均热温度 3 !6! ) 3 3!! 5 ， 坯料烧 （9） 透。轧制规格： 原设计 *6 77 8 " & "! 77 8 长度， 因操作原因， 热轧料实际厚度 3 & 46 77， 较目 标 " & "! 77偏薄。另取部分试料进行了轧后缓冷处 轧后入炉缓冷时钢 理， 缓冷料炉温设定为 *!! 5 ， 板表面温度在 69! ) *9! 5 范围， 待全部轧完后缓 冷炉停电， 试料随炉冷却。 后工序。以冷轧制度不同分两次进行， 第 （:） 一次进行大压下 ; 临界压下、 两次中等压下和一次 法 9 种冷轧制度试验； 第二次进行一次冷轧法试 验， 成品厚度均为 !&6! 77， 两次试验中还进行了不 同热轧板状态及成品板退火工艺研究。其中， 冷轧 （77） 轧机上进行， 常化及成 在四辊! #! <! ":! 8 "6! 品退火在梯度炉上进行。热轧板常化试验温度范 围为 #!! ) #’! 5 ， 热轧板缓冷料入 *!! 5 炉内断电 随炉冷却， 成品板退火试验温度范围为 #!! ) #4! 加热温度、 缓冷温度和加热、 均热、 缓冷时间及 5， 保护气氛均设为固定值。 检测分析。全部试样均按 =>9’66—#" 标准 （6） 进行磁性检测， 其中第一次试验是将成品艾卜斯坦 试片再分剪成 3!! 77 8 9! 77 试样， : 片为一组试 样； 第二次试验为双片艾卜斯坦试片。为配合研究， 化学、 力学等分析。 部分试样还进行了金相、 ?@衍射、 ! !&" 试验结果及分析 磁性水平 以钢锭为单位统计其平均值 （即将各种试验 工艺的磁性进行综合平均） 、 并按 $3 ! 6 % 6! （纵横向 （平均值） （纵 修正值）& $ 3 ! 6 % 6! ; ! & 9 A < BC，’6 !!! 横向修正值） & ’6 !!!（平均值）D ! & !" E 进行修 正， 结果表明， 第一次后工序试验 $3 ! 6 % 6! 的整体平 均水平已达到 6!A93! ) 6!A"*! 水平， 最佳磁性 已达 6!A"6!， 全部试样磁感修正值 ’6 !!! 平均值 在3 & ’46 E以上， 最佳值达 3 & *’: E 以上。 第二次后工序试验 $3 ! 6 % 6! 的整体平均亦达 最佳磁性也达 6!A"6! 水 6!A93! ) 6!A"*! 水平， 平， 磁感修正值 ’6 !!! 平均值在 3& *": E 以上， 有一 半炉数的最佳值达 3&**9 E 以上， 最佳值达 3&4"3 E。 至于第一次后工序试验、 尤其是 # （ .2）低的 试料磁性水平较第二次试验稍差， 分析其原因认