热轧硅钢的组织和高斯织构简要分析
低温高磁感取向硅钢高温退火过程织构及析出物的演变行为

低温高磁感取向硅钢高温退火过程织构及析出物的演变
行为
在低温高磁感取向硅钢的生产过程中,高温退火是一个至关重要的步骤。
高温退火可以消除材料中的残余应力,调节组织结构,促进晶粒生长,并形成良好的取向结构。
在高温退火过程中,硅钢材料的织构和析出物的
演变行为对最终产品的性能具有重要影响。
首先,高温退火过程中硅钢材料的织构演变行为。
在高温退火初始阶段,硅钢材料的晶界开始发生再结晶,晶粒逐渐长大并形成初期织构。
随
着退火时间的增加,晶粒的长大和取向结构的调整逐渐进行,织构逐渐发
展成为高磁感取向结构。
在退火中后期,晶粒的长大变得缓慢,取向结构
基本成型。
最终,通过合适的冷却过程,可以得到具有良好高磁感取向结
构的硅钢材料。
其次,高温退火过程中析出物的演变行为。
在高温退火初期,硅钢材
料中的非平衡相会逐渐析出,形成沉淀物。
这些沉淀物的形态和分布对硅
钢材料的性能有显著影响。
在退火中后期,随着晶粒的长大,沉淀物的尺
寸和分布也会逐渐发生变化。
最终,在适当的退火条件下,硅钢材料中的
析出物可以形成均匀分布且尺寸适中的结构,有助于提高材料的磁性能和
机械性能。
综上所述,通过适当的高温退火工艺,可以有效调控低温高磁感取向
硅钢材料中的织构和析出物的演变行为,提高材料的性能和稳定性。
未来,可以通过进一步的研究和实践,进一步优化高温退火工艺,推动低温高磁
感取向硅钢材料的发展和应用。
热轧钢板的织构

奥氏体轧制织构主要体现为 α和β两条取向 线 。其中 ,α 取向线是从 Goss 织构{110}〈001〉至 Brass 织构{110}〈112〉,而 β取向线是从 Brass 织构 经 S 型织构{123}〈634〉最后到 Copper 织构{112} 〈111〉。取向密度沿取向线的分布与轧制变形量密 切相关 。当变形量较小时 ,取向密度分布较均匀 ;当 变形量较大时 , Goss 织构减弱 、β取向线增强 ;当变 形量很大时 ,α取向线几乎完全消失 ,β取向线继续 增强 ,而且最强点向 S 织构位置集中 。
钢 铁 钒 钛
IRON STEEL VANADIUM TITAJ une 2001
专题研究
热轧钢板的织构
吕庆功1 ,2 ,陈光南1 ,周家琮2 ,唐 历2
(11 中国科学院力学研究所 ,北京 100080 ; 21 攀枝花钢铁 (集团) 公司 ,四川 攀枝花 617067)
TEXTURES IN HOT ROLL ED STEEL SHEET
L üQing - gong1 ,2 ,CHEN Guang - nan1 ,ZHOU J ia - cong2 , TAN G Li2
(1. Institute of Mechanics , Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080 , China ; 2. Panzhihua Iron and Steel ( Group ) Corp . ,Panzhihua 617067 ,Sichuan ,China)
热轧硅钢的组织和高斯织构简要分析

热轧硅钢的组织和高斯织构简要分析北京科技大学材料022 唐瑞鹤摘要:简要分析了热轧硅钢的组织和取向分布函数ODF图中的高斯织构关键词:热轧硅钢X射线衍射法(XRD) 取向分布函数(ODF) 高斯取向A Simple Analysis on Texture and Goss Structure ofHot Rolled Silicon SteelTangruihe (University of Science and Technology, Beijing, Material 022)Abstract: The texture and Goss structure in the Orientation Distribution Function of the hot rolled Silicon Steel are analyzed simply.Material Index: Hot Rolled Silicon Steel X-ray DiffractionOrientation Distribution Function Goss Orientation一.引言硅钢简介: 硅钢又称电工钢,一般含0.5%-6.5%Si和其它一些合金元素,主要用于各种电机和变压器的磁感铁芯、磁开关、继电器和高能加速器的主磁铁等,是一种重要的金属功能材料。
硅钢分类:硅钢按织构可以分为取向硅钢和无取向硅钢. 取向硅钢又可以分为高斯织构(即{110}<001>织构)硅钢、立方织构硅钢({001}<100>织构)和旋转立方织构硅钢({001}<110>织构),后两者也被称为双取向硅钢。
由于磁各向异性,铁素体中<100>晶向最易磁化,<110>晶向次之,<111>晶向最难。
取向硅钢高频损耗低,其晶粒组织能够磁性择优取向,晶粒多以高斯织构(即{110}<001>织构)方向沿轧向排列,因而磁性能优良, 因此取向硅钢希望得到高斯织构。
无取向硅钢在全工艺流程中的组织和织构变化

PTCA (PARTA: PHYS.TEST.)_____________4■^试验与砑究1X)I : 10.11973 Ihjy-wl202104008无取向硅钢在全工艺流程中的组织和织构变化刘云霞,李跃,程林,曹瑞芳,刘恭涛,刘晓强,安冬洋,李泽琳(首钢智新迁安电磁材料有限公司,迁安064400)摘要:选用硅含量2.5%〜3.5%(质量分数)的无取向硅钢作为分析对象,研究了其在全工艺 流程(热轧、常化、冷轧、退火)中的组织和织构变化。
结果表明:由于形变和温度场的分布特征,该 无取向硅钢热轧板形成组织分层,表层为再结晶组织,中心层为带状回复组织,过渡区域混杂分布 再结晶和回复组织。
同时厚度方向表现出很大的织构梯度,并会一直遗传至成品板,但织构梯度随 着形变和再结晶会不断弱化。
常化后热轧带状组织消失,再结晶晶粒发生了充分长大。
冷轧后,无 取向硅钢的组织主要表现为沿轧制方向伸长的带状组织。
该无取向硅钢的形变和再结晶行为一般 规律为形变形成a线织构,再结晶后转变为7线织构和,织构。
关键词:无取向娃钢;组织;织构;带状组织;织构梯度中图分类号:T B31文献标志码:A文章编号:1001-4012(2021)04-0029-05Microstructure and Texture Changes of Non-oriented Silicon Steelin the Whole ProcessLIU Yunxia. LI Yue, CHENG Lin, CAO Ruifang, LIU Gongtao. LIU Xiaoqiang* AN Dongyang. LI Zelin (S h o u g a n g Zhixin Q i a n’an Electromagnetic Material C o.,Ltd.,Q i a n’an 064400,China) Abstract:T h e non-oriented silicon steel with silicon content of 2.5%— 3.5%(m a s s fraction) w a s selected as the analysis object,a nd the microstructure and texture changes during the w h o l e process (hot rolling,normalizing, cold rolling, annealing) w e r e studied. T h e results s h o w that clue to the distribution characteristics of deformationa nd temperature field, the non-oriented silicon steel hot rolled plate f o r m e d hierarchical structure, the surface layerw a s recrystallization structure, the central layer w a s b a nded recovery structure, a nd the traiivsition region w a s m i x e d with recrystallization a n d recovery structure. A t the s a m e time, there w a s a large texture gradient in the thickness direction, w h i c h will be inherited to the finished plate, but the texture gradient will be w e a k e n e d with the deformation a n d recrystallization. After normalizing, the hot rolled b a nded structure disappeared a n d the recrystallized grains g r o w n sufficiently. After cold rolling, the microstructure of non-oriented silicon steel w a s mainly strip structure extending along the rolling direction. T h e general rule of deformation a n d recrystallization behavior of the non-oriented silicon steel is that a line texture w a s f o r m e d during deformation, a n d then transformed into y line texture a n d a" texture after recrystallization.Keywords:non-oriented silicon steel;microstructure;texture; b a n d e d structure;texture gradient新能源汽车要求其驱动电机具备效率高、能耗 低、体积小、质量轻等特点,因此对驱动电机铁芯用 无取向硅钢的磁性能提出了更加苛刻的要求。
高硅钢温轧过程压下率及中间退火对组织、织构的影响

火温 度很难 使 回复充 分 的热 轧 板完 全 再 结 晶 , 这种 不均 匀组 织会 显著影 响后 面温轧 组织 织构 演变 。
2 结 果 与讨 论
2 . 1 热轧 板及热 轧退 火板 的组织 、 织构 特点
2 . 2 温轧 时不 同压 下率对组 织 、 织 构 的 影 响
图 3为热轧 板不经 过退火 在 6 8 0℃直接 进行 温 轧得 到不 同厚度 温轧板 的 E B S D取 向成像 图和 O D F 图, 其厚 度分别 为 1 i f l m、 0 . 6 m m和 0 . 3 m m( 对应 的
轧工 艺 的优化 , 已可 在很 大 程 度 上 克 服 轧 裂 的 主要
研究 还 远落 后于 3 % 的取 向硅 钢 和无 取 向硅 钢 。本 文研 究 高硅 钢 的常规 轧制 制备 过程 中温 轧时压 下量 及 中间 退火 工艺 对 组织 及 织 构 变 化 规律 的影 响 , 为 制备 基 于织构 优 化 的新 型 高硅 钢提 供理论 依 据 。
文章编号 : 1 0 0 0 — 6 2 8 1 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 4 5 9 . 0 8
高硅钢温轧过程压下率及 中问退火对组织 、 织构的影 响
刘 璐 ,杨 平 ,秦 镜 ,毛 卫 民 一 ,叶 丰
( 北京科 技 大 学 1 .材料 科 学与 工程 学 院 , 2 . 新金 属 材料 国家重 点 实验 室 , 北京 1 0 0 0 8 3 )
在 利用 常规 轧 制 方 法制 备 高硅 钢 的 工 艺 下 , 因 高硅 钢 热轧 、 温轧 、 冷 轧及 退火 工艺 参数 显著 区别 于 3 %S i 的取 向硅 钢 和无 取 向硅 钢 制 备 工 艺 , 不 仅 工 艺参 数 不 同 , 特别 是 高硅钢 的温轧 阶段 长 , 材 料本 身 的性质 也不 同 , 高硅 钢 特 有 的 有 序化 过 程 影 响 着 热
热轧工艺对无取向硅钢组织结构和磁性能的影响_张文康

Influence of Hot2Rolling Parameters on Microstructure and Magnetic Properties of Non2oriented Electrical Steel
ZHAN G Wen2kang1 ,2 , MAO Wei2min2 , WAN G Yi2de1 , XU E Zhi2yo ng2 , BA I Zhi2hao3
第 41 卷 第 4 期 2 0 0 6 年 4 月
钢
铁
Iron and Steel
Vol. 41 , No . 4 Ap ril 2006
热轧工艺对无取向硅钢组织结构和磁性能的影响
张文康1 ,2 , 毛卫民2 , 王一德1 , 薛志勇2 , 白志浩3
(1. 太原钢铁 (集团) 有限公司技术中心 , 山西 太原 030003 ; 2. 北京科技大学材料科学系 , 北京 100083 ; 3. 上海电大南汇分校 , 上海 201300)
无取向硅钢的主要磁性能要求是低铁损 、高磁 感 。铁损和磁感属于组织敏感磁性 ,它们除与化学 成分有关外 ,还与内部组织结构有关 。晶粒大小 、杂 质和合金元素含量 、夹杂物数量和分布 、织构分布和 内应力等因素都对无取向硅钢的磁性能有显著的影 响[1] 。无取向硅钢的内部组织结构与生产工艺密切 相关 ,特别是在炼钢控制水平达到一定稳定程度后 , 热轧工艺对成品磁性能起着决定性的作用 ,控制好 热轧工艺是改善无取向硅钢磁性能的重要措施 。因 此 ,研究热轧工艺对组织结构和磁性能的影响对于 开发高性能的冷轧硅钢具有重要的意义 。本文研究 了热轧工序温度 (包括加热温度 、终轧温度和卷取温 度) 对 w ( Si) = 1. 5 %无取向冷轧硅钢组织结构和磁 性能的影响 。
高牌号无取向硅钢CSP流程铸坯及热轧板的组织和夹杂物分析

特 殊钢
S PECI AL S TEEL
Vo 1 . 3 4. No . 4
Au g u s t 2 0 1 3
・5 9 ・
高牌 号 无取 向硅 钢 C S P流 程 铸 坯 及 热 轧 板 的 组 织 和 夹 杂 物 分 析
马 良 , 荣 哲 项 利 仇 圣桃 赵 沛
( 钢 铁 研 究 总 院 1先 进 钢 铁 流 程 及 材 料 国 家 重 点 实 验 室 ; 2连 铸 技 术 国家 工 程 研 究 中 心 , 北京 1 0 0 0 8 1 )
摘 要 2 . 9 mm 热 轧 3 %S i 高牌 号 无取 向硅钢 板 ( / %: 0 . 0 0 4 6 C 、 3 . 0 4 S i 、 0 . 3 2 Mn 、 O . 4 9 A l s 、 0 . 0 0 4 S 、 0 . 0 1 3 P、
A 1 2 O 3 , A 1 N和 C u 2 S+Mn S ; 热轧板 . A l 2 0 3 , A l N, A 1 N +Mn S和 C u 2 S+Mn s 。
关键词
C S P流 程
高 牌 号 无 取 向硅 钢
7 0 mm 铸 坯
热轧板
组织
夹杂物
An An a l y s i s o n S t r uc t ur e a n d I n c l u s i o n s i n CS P Ca s t i n g S l a b a n d
0 . 0 0 4 2 N) 由C S P ( C o n紧凑 式 带 材 生 产 线 ) 流程 : 1 2 0 t B O F . 7 0 m m C C - 热 轧 工 艺 生 产 。 热 轧 终 轧温度 8 7 2 , 卷取温度 6 8 3℃ 。铸 坯 及 热 轧 板 的组 织 和 夹 杂 物 的 分 析 结 果 表 明 , 铸 坯 组 织 为 典 型 的 贯 穿 柱 状 晶 组织 ; 热轧 板边部 为再结 晶组织 , 中部 为 纤 维 组 织 带 有 少 量 再 结 晶 晶 粒 ; 高牌 号无 取 向硅 钢 的主要 夹 杂物 为铸 坯-
轧制复合法制备硅浓度梯度高硅钢薄带的织构演变

轧制复合法制备硅浓度梯度高硅钢薄带的织构演变∗柳金龙;沙玉辉;柯云海;张芳;左良【摘要】采用“热轧复合+冷轧减薄+退火”方法成功制备了0.20 mm 厚的硅浓度梯度高硅钢薄带,并采用 SEM 和 X 射线衍射技术对制备过程中组织和织构演变进行了研究.热轧复合板微观组织呈明显层状分布,复合界面为紧密冶金结合且经过83%的大冷轧变形未开裂.热轧和冷轧复合板带中均形成强α和γ织构,再结晶退火后形成强γ织构.冷轧和退火织构沿板厚呈显著的梯度分布特征,其主要来自于复合界面两侧硅浓度和初始热轧织构的差异性以及冷变形的不均匀性.%Gradient high silicon steel thin sheets with thickness of 0.20 mm were successfully produced by the rolling and annealing method,including hot rolling bonding,cold rolling,and annealing.Microstructure and texture evolution was investigated by means of SEM and X-raydiffraction.Microstructure of hot-rolling-bond-ing shows obviously layered distribution,the composite interface was closely metallurgical bonding and no cracking appears even after 83% cold rolling.Strongαand γfibers develop in the hot and cold rolled state,andγ fiber dominates the recrystallization texture.Cold rolling and annealing texture was gradient distribution through the thickness,which can be attributed to the difference of chemical composition and initial hot-rolled texture on either side of the composite interface as well as the inhomogeneity of cold deformation.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】4页(P21140-21143)【关键词】高硅钢;硅浓度梯度;织构;轧制复合【作者】柳金龙;沙玉辉;柯云海;张芳;左良【作者单位】东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819;东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819【正文语种】中文【中图分类】TG132;TG142;TG1561 引言含6.5%(质量分数)Si的高硅钢薄带具有高磁导率、极低铁损和低噪音等优异的软磁性能,是低能耗、小型化、高速化、环境友好的理想铁芯材料[1-4]。
硅钢产品生产技术质量介绍

硅钢生产现状及工艺质量情况一、电工钢与硅钢❖电工钢制作电器产品所用软磁材料,属于金属磁性材料的软磁材料。
纯铁、硅钢总称电工钢。
❖硅钢片又称矽钢片,它是在铁中加硅而得名。
按制造工艺分为热轧硅钢片和冷轧硅钢片。
❖热轧硅钢片分高矽(含硅量2.80~4.00%)—制作变压器和低矽(含硅量0.50~2.80%)—制作电机。
只能以板材无涂层交货。
❖冷轧硅钢片分取向和无取向两种。
取向钢含硅量相当于热轧高矽钢,无取向钢含硅量相当于热轧低矽钢。
冷轧硅钢片含硅量一般在0.30~3.30%。
一般以卷材涂层或可不涂层交货。
二、国内硅钢生产及质量现状(针对无取向中低牌号)目前在无取向硅钢中低牌号市场不景气情况下,用户开始比较各钢厂硅钢产品质量,在内在电磁性能方面,武钢硅钢比较占优势,但存在厚度精度、表面质量问题,主要表现在纵向厚度波动大,横向同板差大,表面质量色差大等。
2.1、武钢硅钢产品厚度现状近几年来,随着机电行业高速冲片和自动扣片技术迅速发展,制冷压缩机、EI铁芯制造厂家为提高其生产效率,降低生产成本,除对无取向低牌号硅钢产品有较大的需求量外,对板型、纵向厚度公差、横向厚度差等要求越来越高,日趋严格。
符合国家标准规定的厚度公差和同板差范围的产品远远不能满足使用要求,而是要求纵向厚度波动范围(即纵向厚度差)最低也必须在±10μ以内,板宽在1000m m以上横向厚差在10μ以下(分条板宽在200m m横向厚差在5μ以下,边部只切除5~10m m情况下)。
而武钢硅钢产品纵向厚度差在±30μ以内,板宽在1000m m(毛边)以上横向厚差在30μ以下。
在此背景下,1999年硅钢厂开始进行板厚精度及表面质量攻关,创名牌实施“四个一千”精品名牌战略,取得了阶段性成果,纵向厚度差在±20μ以内,板宽在1000m m以上横向厚差在20μ以下,在当时起到一定效果,产品进入三资企业,占70%的份额。
但在后期宝钢无取向低牌号硅钢产品的问世,其纵向厚度差保持在±5μ以下,板宽在1000m m以上横向厚差在5μ以下,优于国外先进水平,此时武钢产品逐步减少市场的份额,主要是在板厚及表面质量方面的差距,这是武钢无取向硅钢必须努力的方向。
织构概述——精选推荐

织构概述第一节钢板的常见织构类型1.1织构的表达方法织构是多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构,通常用晶体的某晶面晶向在参考坐标系中的排布方式来表达晶体的取向。
在立方晶体轧制样品坐标系中,常用(HKL)[UVW]来表达某一晶粒的取向。
这种晶粒的取向特征为(HKL)晶面平行于轧面,[UVW]晶向平行于轧向。
另外也可以用[RST]=[HKL]×[UVW]表示平行于轧板横向的晶向。
1.2织构的分析方法关于织构的分析方法渊源已久,早在1924年Wever就提出了极图法,1948年以后,Deker和Schulz发展了用衍射仪测定极图的方法,使极图法趋于完善。
1952年Harris为测定轧制铀棒的织构提出了反极图法,后经Mueller等发展而完善。
1965年,Roe和Bunge分别采用级数展开方法,从几张极图中推导出晶体的三维取向分布函数(ODF),使材料织构的细致、定量分析成为可能。
ODF分析法把晶体取向与试样外观的关系用三维取向空间表达出来,这一取向空间就是欧拉空间(Eulerianspace),欧拉空间的坐标用欧拉角表示,它与归一化后的晶体取向(hkl)[uvw]有着一一对应的换算关系。
ODF法己成为目前定量分析深冲钢板织构的最有力的工具。
钢板的构往往聚集在取向空间的某些取向线上,图1所示为钢板中常见的织构取向线在邦厄(Bunge)系统欧拉空间中的位置。
图1钢板中的织构取向线a取向线和γ取向线是深冲钢板中存在的两种主要织构取向线。
其中a取向线在ODF图中的位置为φ1=00,φ=0-900,φ2=450主要织构类型为{001}〈110,{112}110,{111}110。
γ取向线在ODF图中的位置为φ1=0-900,中=54.70,φ2=450,主要织构类型为{111}110和{111}112,对于IF钢还往往出现{554}225织构(φ1=0-900,φ=610,φ2=450,与{111}112非常接近)。
50W470无取向硅钢的组织、织构及性能的研究

50W470无取向硅钢的组织、织构及性能的研究冷轧无取向电工钢主要用于制造各种电机、发动机的铁芯以及一些电器部件,是应用于电力、电子和军事工业中重要的软磁合金。
本文以传统流程生产为基础,常规成分的50W470无取向硅钢和高锰成分的50W470无取向硅钢为研究对象进行现场生产试验。
在实验室对高锰50W470冷轧板进行退火实验,研究退火温度对高锰50W470无取向硅钢组织和织构的影响,为高锰50W470无取向硅钢的研制提供理论依据。
本文分析了以相同工艺生产的常规成分和高锰成分的50W470无取向硅钢的组织和织构,总结了传统流程下常规和高锰50W470无取向硅钢的显微组织以及织构的演变规律。
组织演变规律为:常规50W470热轧板的上下表面为细小的再结晶晶粒,1/4厚度到芯部处都是以形变组织为主和少量的再结晶晶粒所组成的混合组织。
高锰50W470热轧板表面为均匀细小再结晶晶粒,其平均晶粒尺寸大于常规50W470热轧板,高锰50W470热轧板从上下表面到芯部为大量沿轧向拉长的再结晶晶粒和少量带状组织所组成的混合组织。
高锰50W470热轧板中发生再结晶的比例比常规50W470热轧板明显要大。
常规50W470常化板的平均晶粒尺寸为87.9μm,组织较为均匀,而高锰50W470常化板的平均晶粒尺寸低于常规50W470常化板为73.3p m,组织的均匀性较差。
常规和高锰50W470冷轧板经过5道次可逆式冷轧,其纤维化程度不高,没有出现密集的纤维组织,没有明显的差异。
常规50W470退火板的平均晶粒尺寸为81.8μm,而高锰50W470退火板的平均晶粒尺寸为53.6μm,高锰50W470退火板的平均晶粒尺寸要明显小于常规50W470。
织构演变规律为:常规和高锰50W470热轧板的表层织构以{110}面织构和{115}<552>取向为主,并有少量的高斯织构。
而常规和高锰50W470热轧板的1/4和1/2层的织构主要由α纤维织构、Y纤维织构和旋转立方织构所组成,还有微弱的{110}面织构;经过常化处理,常规和高锰50W470常化板的1/4和1/2层有利的{100}+{110}面织构都有所增强,不利的{111}面织构明显减少;常规和高锰50W470冷轧板织构都是典型的冷轧轧制织构,即α纤维织构和Y纤维织构;常规和高锰50W470退火板织构主要有Y纤维织构和{100}面取向,有较弱的高斯织构,高锰50W470退火板的高斯织构强度要较高于常规50W470。
3.0%Si取向硅钢制备过程中的织构演变

取向硅钢主要用于制造变压器铁芯,在电子、电力和军事工业中应用广泛,其制造工艺严苛复杂、工序长、耗能高,是一个国家特殊钢制造水平的代表。制造取向度高且准确的取向硅钢,重点是在高温退火时发生二次再结晶,使得取向硅钢薄带通体形成取向单一的Goss晶粒。
传统工艺制造取向硅钢时需要加入抑制剂,它在初次再结晶时抑制晶粒长Байду номын сангаас,由于在整个工艺流程中都要严格控制抑制剂的数量、大小和析出位置,而且要在完成二次再结晶后将其去除,控制过程严苛,导致取向硅钢的制造工艺复杂,成本高。不依赖抑制剂发生的二次再结晶,可显著简化工艺流程、降低成本。
对于二次再结晶织构,压下率从70%增大到80%,Goss织构显著增强,80%以上,Goss织构强点偏移。(2)二次冷轧法制备取向硅钢薄带时,热轧织构和初次再结晶织构对二次再结晶影响明显:热轧板沿厚度方向的织构梯度,以及初次再结晶织构组分中含有适当的γ织构,均有利于二次再结晶时Goss晶粒异常长大,(3)与一次冷轧法相比,二次冷轧法更容易促进Goss晶粒发生二次再结晶,且Goss织构的漫散程度显著降低。
本文在不依赖抑制剂的条件下,分别采用一次和二次冷轧法制备了取向硅钢薄带,研究热轧、冷轧和退火过程中的织构演变,得到以下结论:(1)一次冷轧法制备取向硅钢薄带时,冷轧压下率对冷轧、初次和二次再结晶织构均有较大的影响。对于冷轧和初次再结晶织构,随压下率增加,α冷轧织构持续增强,γ冷轧织构强点由{111}<112>向{111}<110>旋转;Goss初次再结晶织构减弱,γ初次再结晶织构增强。
热轧板初始组织对冷轧无取向硅钢织构演变的影响

特 殊钢
SPECI AL STEEL
Vo1 33. . No. 2
Ap l 2 1 i r 0 2
・5 ・ 5
钢 织 构 演 变 的 影 响
刘 朋 成 金 自力 任 慧平 闫 志飞 张 磊
2 S a e sSe lT b 1n ,Ba g n o p,B oo 1 01 e mls te u e Pa t o a g Gru a tu0 4 0)
Ab ta t T eefc foiia tu tr f2 . sr c h f to rgn lsr cu eo 7 5 mm o old pae ( o old sau .8 0 o a n ae e h trl lt h trl tts 5 C n eld.9 0 e e 5
L u P n c e g ,Jn Z l i e g h n i i 。Re i i g i n Hu p n ,Ya h f i n h n i n Z i a d Z a g k e ( trasa d MealryEn iern le e n e n oi iest fS in e a d T c n lg ,B oo 1 01 1 Maeil n tl g gn e gColg ,In rMo g l Unv ri o ce c n e h oo u i a y y a tu 0 4 0;
{1 <0 1>和 { 1 } 1 10} 1 1 1 <12>, 退火 热轧 板冷 轧 成 的薄板 再 结 晶退 火后 的织构 除 { 0 10}< 1 O 1>和 { 1 10}< 1 > O1
外 还有密 度较强 的高斯 织构 。
关键 词
无 取 向硅 钢
无取向硅钢热轧板的织构_张正贵

第42卷 第6期 2007年6月钢铁Iron and Steel Vol.42,No.6J une 2007无取向硅钢热轧板的织构张正贵1,2, 祝晓波3, 刘沿东1, 李炳南3, 王 福1(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004; 2.沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳110044;3.武汉钢铁(集团)公司技术中心,湖北武汉430080)摘 要:选用不同硅含量的工业用无取向硅钢热轧板作为研究对象,采用X 射线衍射Schulz 背反射法对热轧板进行了分层织构测量。
结果表明,高硅热轧板表层织构以(1-10)[001]为主,并有少量(3-31)[55-3],板中心部位以(001)[11-0]为主;低硅热轧板表层含有少量的(1-10)[1-1-1]、(1-10)[2-2-1]和(5-51)[111-],而板中心部位主要为(001)[11-0]织构,但强度比高硅热轧板低;织构沿厚度方向的分布具有一定的规律性,即表层附近织构以(1-10)[001]为主,中心处织构以(001)[11-0]为主,只是强度有差异;热轧温度变化时,织构的强弱有明显的变化,热轧温度对不同硅含量热轧板织构的影响是不同的。
关键词:无取向硅钢;热轧;织构中图分类号:T G132.2 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2007)0620074204Study on T exture of Non 2Oriented H ot 2Rolled E lectrical SteelZHAN G Zheng 2gui 1,2, ZHU Xiao 2bo 3, L IU Yan 2dong 1, L I Bing 2nan 3, WAN G Fu 1(1.School of Materials and Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004,Liaoning ,China ;2.School of Mechanical Engineering ,Shenyang University ,Shenyang 110044,Liaoning ,China ;3.Technology Center of Wuhan Iron and Steel (Group )Co.,Wuhan 430080,Hubei ,China )Abstract :The stratified texture measurement on industrial non 2oriented hot 2rolled electric steel with various silicon content was conducted by using X 2ray diff raction 2Schulz back 2side reflection.The results show that the texture of top layer of hot 2rolled higher silicon electrical steel sheet is dominated by (1-10)[001]with trace (3-31)[55-3]texture and in the center there is mainly (001)[11-0].There is small amount of (1-10)[1-1-1]、(1-10)[2-2-1]and (5-51)[111-]texture is the top layer of hot 2rolled low silicon electrical steel sheet ,while the center is mainly (001)[11-0],but the intensity is lower than that of high silicon electric steel.Thus The texture distribution in the thickness direction for both high and low silicon electrical steel sheets follows some pattern ,ie.,in the top layer there is mainly (110)[001]and in the center there is mainly (001)[11-0],but the intensity is different.There is a significant change of texture intensity with the temperature change of hot rolling.The effect of hot rolling temperature on texture of hot 2rolled e 2lectric steel with different silicon content is different.K ey w ords :non 2oriented silicon steel ;hot 2rolling ;texture基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2003AA331080)作者简介:张正贵(19642),男,博士生,副教授; E 2m ail :zhzgsy @ ; 修订日期:2006209205 硅钢片是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金,亦是产量最大的金属功能材料,主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。
轧制法制备低铁损高磁感6.4%(质量分数)硅钢及其织构演变

轧制法制备低铁损高磁感6.4%(质量分数)硅钢及其织构演变秦镜;杨平;毛卫民;叶丰【摘要】采用轧制法制备出具有低铁损高磁感0.23 mm 厚6.4%(质量分数)Si 高硅钢。
沿轧制方向的最终磁性能为 B8=1.474 T,B50=1.714 T;P10/50=0.30W/kg,P15/50=0.88 W/kg。
利用X射线衍射及背散射电子衍射(EBSD)技术分析了高硅钢在轧制及退火过程中的织构演变过程。
结果表明,通过采用大压下率热轧,确保热轧板次表层中产生更多的高斯织构,随后进行遗传;温轧板中粗大的晶粒有利于冷轧剪切带的形成;冷轧板经脱碳退火后生成强{210}〈001〉织构及次表层较强的高斯织构是在轧向上获得高磁感的原因,归因于其在{111}〈112〉冷轧形变晶粒内的剪切带优先形核并长大;最终退火后虽出现了随机取向,但以{310}〈001〉织构为代表的η织构得以保留并且增强,进一步提高了磁感。
随着退火温度的升高及保温时间的延长,高硅钢薄板晶粒尺寸不断增大,铁损明显降低。
%6.4wt%Sihigh silicon steel sheets (0.23 mm thick)with low iron loss and high magnetic induction were successfully produced by rolling process.The final magnetic properties along the rolling direction (RD) were:B8=1.474T,B50=1.714 T;P10/50=0.30 W/kg,P15/50=0.88 W/kg.The texture evolution during rolling and annealing was investigated by means of X-ray diffraction and electron backscatter diffraction (EBSD).It was found that more Goss textures formed in the subsurface of hot rolled plates by using large hot rolling reduction,and then was inherited;the coarse grains in warm rolled plate were good for the formation of shear band during cold rolling;the high magnetic induction along the RD was achieved afterdecarburization an-nealing due to the formation of strong {210}〈001〉and Goss texture which mainly nucleated and grew within shear bands of the deformed{1 1 1}〈1 1 2〉grains;although some random orientation existed after final annealing, the magnetic induction was further improved due to the retention and enhancement of {310}〈001〉inηtexture. With the increasing of annealing temperature and annealing time,the grains of the high silicon steel sheet grew and the iron loss decreased significantly.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P10133-10137)【关键词】高硅钢;轧制;织构;磁感;铁损【作者】秦镜;杨平;毛卫民;叶丰【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083; 北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京 100083;北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TG132;TG1421 引言高硅钢比3%普通硅钢电阻率更高,磁致伸缩系数更小(近似为零),铁损更低,在较高频率下具有优异的软磁性能,在节约能源、降低设备噪音等领域具有广泛的应用前景[1-2]。
薄规格晶粒取向硅钢片的轧向与织构的关系

薄规格晶粒取向硅钢片的轧向与织构的关系 报道的3%Si 薄规格晶粒取向硅钢片是在50H z 下,施加2kg Πmm 2张力强度,铁损为0.38W Πkg ,矫顽力为1.3T ,且在没有抑制剂的情况下用三次轧制法生产的。
这种硅钢片的平均α角((100)面的[001]轴与轧向之间的夹角)约为4~5°,比以往报道的传统晶粒取向硅钢片平均α角3°有望进一步降低铁损。
对有关传统晶粒取向硅钢片冷轧轧向与[001]轴位向的关系进行了一些试验。
但在这些试验中,要忽略抑制剂对控制最终织构的影响是很困难的。
本文研究了冷轧轧向和母材织构对薄规格晶粒取向硅钢片[001]位向的影响。
通过酸洗热轧硅钢片测量了热轧硅钢片织构度,由表面至内深的关系如图1所示。
(h 0k 0l 0)面的织构度(TC )确定如下:TC (h 0k 0l 0)=l Πn ×{I (h 0k 0l 0)ΠI s(h 0k 0l 0)}Π{Σ[(hi k i l i )]}(1)式中 I (h i k i l i ),I s (h i k i l i )———试样和标准粉末试样中(h i k i l i)面测定的聚集X射线衍射强度 n ———在一给定的试验条件下对标准粉末试样观察到的平面数当深度用板厚进行规一时,数值1.0和0.5分别对应于热轧硅钢片表面和心部。
如图1所示,热轧硅钢片表面附近有较强的(110)织构。
图1 热轧硅钢片某一表面至内深织构度的关系内深根据板厚规一数值1.0和0.5分别对应于热轧硅钢片表面和心部如图2所示,在改变母带纵向和热轧轧向两者的夹角θ时,将大块的热轧硅钢片切成长100mm ,宽20mm 的窄带(母带),然后采用三次冷轧法,将窄带轧成80μm 厚的冷轧晶粒取向硅钢片。
图2 将热轧硅钢片制备成窄母带的方法在三次冷轧时,冷轧的轧向位于热轧带钢的纵向。
正如已证实的那样,母带中(110)面的织构位向几乎都平行于热轧轧向,其θ角与母带相应冷轧位向和[001]位向之间的夹角相同。
常化工艺对取向硅钢组织与织构的影响研究

常化工艺对取向硅钢组织与织构的影响研究电工钢是一种应用于电力、电子等方面的一种重要的软磁材料,并且随着社会的发展加速,对电工钢的需求量不断加大。
普通取向电工钢也称为单取向电工钢,是利用二次再结晶得到的以高斯织构为主的硅钢。
立方织构电工钢又称双取向电工钢,由于其特殊的晶粒取向,使得其在轧向和横向都是易磁化方向,都有较好的磁感应强度,因而采用双取向电工钢作为铁芯材料不仅可以有效简化加工工艺,而且可以显著减少变压器的铁芯能耗。
因此,对取向硅钢在加工过程中的组织与织构的演变规律,特别是对立方织构的形成机理的研究具有非常重要的意义。
本文采用某钢厂CGO取向电工钢热轧板30AQ130为实验材料。
在实验室条件下对30AQ130进行两组对比实验,两组式样的区别在于是否经过常化热处理,通过对加工工艺过程中各阶段的组织与织构的分析研究,得出了常化工艺对取向硅钢中立方织构形成的影响,最终得到了以立方织构为主要取向,厚度为0.38mm的双取向电工钢。
实验研究表明:常化工艺使得晶粒内部和晶界处析出AlN以及Fe<sub>3</sub>C,ε-碳化物,在冷轧过程中的变形量小。
常化工艺对脱碳退火时的初次再结晶起到抑制作用,对高温退火时的二次再结晶起到促进作用。
在最终退火过程中伴随着晶粒长大,出现Σ7晶界增多和Σ3晶界减少的现象,有利于{112}<1 (?)>和{112}<(?)(?)>织构向立方织构转变,最终形成锋锐的立方织构。
实验确定取向集中的立方织构电工钢的工艺流程为:热轧后的板料经过常化热处理,1050℃保温10min,随炉冷却至950℃保温3min,试样取出置于沸水中冷却;酸洗后采用四道次轧制到0.74mm,经过20%N2+80%H2干燥气氛900℃×10min中间退火,冷轧方向旋转90°后经过两道次轧制至0.38mm;在SK2-2-12管式炉中进行1150℃×10h气氛退火。
硅钢的热处理

第三节硅钢的热处理一硅钢的热处理知识硅钢实际上就是铁硅合金,硅钢的热处理就是研究硅钢性能与加热温度,时间和炉内气氛以及冷区之间的关系的一门学科。
因此可以说硅钢的热处理就是铁—硅合金在加热,保温,冷却以及炉内气氛作用下,改变硅钢的组织结构,从而获得所需要的性能的工艺加工方法。
冷轧硅钢带除了热轧卷的常化退火外,冷轧后还需要进行多次各种形式的热处理。
中间脱碳退火,消除加工硬化退火,氧化镁隔离涂层烘干处理,高温环行炉及罩式炉退火,拉伸热平整退火,成品退火以及绝缘层烘干烧结处理等。
在这里根据铁—硅合金平衡相图来进行说明:十九世纪末所使用的软磁材料大多采用工业纯铁,其铁芯的铁损值很大,磁感在10000高斯以下,而铁芯损值3—6W/kg。
所以生产出来的发电机,电动机以及变压器等体积大,质量差,效率底。
后来发现,加入少量的硅以后,能使磁感提高,而铁损大为降低。
经研究发现,硅对磁感的高低起着决定的作用,这是因为:硅可以提高导磁率,减小矫顽力,降低磁滞损失;硅可以缩小γ区,降低涡流损失;同时硅还可以促进碳的石墨化,减少碳对磁性的有害影响。
由于硅有上述作用,铁—硅合金现被广泛应用于电机,变压器以及通讯工业上。
通常用的硅钢片就是Fe—Si二元合金,其它杂质很少,其平衡相图如图1所示。
图1 铁—硅合金平衡相图所以含Si量增加,铁损P降低,而磁感B增加,但是脆性增大,加工难度大,成型困难,一般无硅电工钢含硅量在0.3%以下,低硅电工钢硅含量在0.3—0.8%,中硅电工钢硅含量在0.8—2.4%,高硅电工钢硅含量在2.5—3.4%以内。
从Fe-Si二元合金平衡图中可以看到,左边部分对生产硅钢特别有用,当硅含量低于15%时,大部分都是单相的α-铁,α-铁为体心立方结构。
在广大的α-铁单相区中间有一个γ—铁区域(γ圈)γ铁具有面心立方结构。
它只有当硅底于2.5%且温度在900℃以下时才存在,而低温时仍然是α-铁。
在γ—区和α区间是狭窄的二相区。
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热轧硅钢的组织和高斯织构简要分析
北京科技大学材料022 唐瑞鹤
摘要:简要分析了热轧硅钢的组织和取向分布函数ODF图中的高斯织构
关键词:热轧硅钢X射线衍射法(XRD) 取向分布函数(ODF) 高斯取向
A Simple Analysis on Texture and Goss Structure of
Hot Rolled Silicon Steel
Tangruihe (University of Science and Technology, Beijing, Material 022)
Abstract: The texture and Goss structure in the Orientation Distribution Function of the hot rolled Silicon Steel are analyzed simply.
Material Index: Hot Rolled Silicon Steel X-ray Diffraction
Orientation Distribution Function Goss Orientation
一.引言
硅钢简介: 硅钢又称电工钢,一般含0.5%-6.5%Si和其它一些合金元素,主
要用于各种电机和变压器的磁感铁芯、磁开关、继电器和高能加速器的主磁铁等,
是一种重要的金属功能材料。
硅钢分类:硅钢按织构可以分为取向硅钢和无取向硅钢. 取向硅钢又可以分为
高斯织构(即{110}<001>织构)硅钢、立方织构硅钢({001}<100>织构)和旋转
立方织构硅钢({001}<110>织构),后两者也被称为双取向硅钢。
由于磁各向异
性,铁素体中<100>晶向最易磁化,<110>晶向次之,<111>晶向最难。
取向硅钢
高频损耗低,其晶粒组织能够磁性择优取向,晶粒多以高斯织构(即{110}<001>
织构)方向沿轧向排列,因而磁性能优良, 因此取向硅钢希望得到高斯织构。
硅钢按工艺也可分为冷轧硅钢和热轧硅钢。
热轧硅钢是无取向硅钢,性
能相对冷轧硅钢较差,且耗能高,为最初硅钢生产所采用的工艺。
织构:多晶体的晶粒取向集中在某一个或某些区域附近的现象称择优取向,多
晶体的择优取向称为织构。
织构可以用极图、反极图和取向分布函数(ODF)来
描述。
测量织构的方法有背散射电子衍射(EBSD)法和X射线衍射(XRD)法。
X射线衍射仪(XRD): 入射的X射线和探测器依选定的晶面{hkl}以符合布拉格
方程(2dsinθ=λ)的角度固定。
试样围绕入射点作空间旋转,使各方位的晶粒都进入衍射方位,连续测量衍射强度。
衍射强度正比于极点密度,按其相应的方位标在极射赤面投影图上,就是极图。
测量若干极图,就可以计算ODF。
取向分布函数(ODF):采用空间取向的分布密度来表达整个空间的取向分布。
ODF 根据极图的极密度分布计算出来,是三维立体图,一般用一组截面表示。
二.实验样品
样品:热轧退火硅钢片
样品命名:HA00
样品尺寸:14x24x2.4
退火温度:1000℃
退火时间:2 h
侵蚀剂:5%硝酸酒精
三.实验过程
磨样----抛光----侵蚀----金相显微组织观察----X射线衍射仪测织构四.实验设备
砂轮,水砂纸,磨样机,抛光机,侵蚀剂,光学显微镜,
X射线衍射仪
五.显微组织分析
放大倍数:200 放大倍数:500
HA00Z: 热轧退火金相照片
(退火温度:1000℃,侵蚀剂:5%硝酸酒精)
分析:由组织图可以看出, 晶粒大小不均匀, 晶粒尺寸存在较大差别。
晶
内有偏析物,可能是抑制剂AlN和MnS等在加热过程中完全固溶,在热轧过程中弥散析出,且存在一定量的杂质。
对性能可能造成的影响:大晶粒使晶界减少,降低磁阻,但同时也使电阻减少,使涡流损失增大;析出物和晶界偏析元素能在再结晶时抑制晶粒的长大,便于二次再结晶;残留的杂质(主要是C)会引起磁时效;故热轧硅钢性能比冷轧硅钢差,而且能耗较大。
六. 极图分析
PO L E F IG U R E:200
1.00
2.00 4.00 8.00 16.032.0 64.0 70.0 80.0
样品HA00XS极图
可以看出:极图中心部分择优取向较为明显
七. 取向分布函数分析及高斯织构的标定
L e v el 1 :1.0L e v e l 2 : 2.0Le v el 3 :4.0L e v e l 4 : 8.0
φ2 = 45∘
HA00热轧硅钢的织构
(
处为高斯取向{110}<001> )
说明:依据体心立方金属中高斯织构的分布
将热轧退火硅钢中的高斯取向标定如图
八. 结论
热轧过程中有弥散相析出,且热轧对织构有较大影响,导致其性能相对冷轧硅钢较差,而且耗能高,为最初硅钢生产所采用的工艺。
现在工业生产的高斯取向硅钢都是利用冷轧和二次再结晶得到{110}<001>织构的。
一方面通过冷轧得到所需的板厚;另一方面,通过控制压下率,得到所希望的织构,在再结晶时利于高斯织构的晶粒形核。
九. 致谢
真诚感谢杨老师为我们提供了这次难得的实验机会,使我们得到了一次从书本到实践的锻炼;同时,感谢研究硅钢课题的黄建平师兄的指引;此外,感谢
实验室人员的帮助以及其他小组成员的合作。
十.参考文献
″金属学原理余永宁编冶金工业出版社 2003
″冷轧无取向硅钢的织构和组织性能分析金自立等特殊钢2004
″金属材料的晶体学织构与各向异性毛卫民编著 2002
″Primary Recrystallization In A Grain Oriented Silicon Steel: On The Origin Of Goss {110}<001> Grains. Scripta materials.
Vol.39.No.8.pp 1998
实验体会
材料022 唐瑞鹤毕竟是第一次进实验室, 一开始我们显得特别无知, 对整个实验的流程一片茫然。
如何制样?如何观察?如何分析?得出什么结论?除了在金相实验课接触到的浅薄的一点知识之外,其他接近于空白。
愈是如此,我愈发感觉到实验能力的欠缺,因此,非常珍惜这次难得的锻炼机会,力求认真地去实践实验中的每一个环节。
但由于时间的限制和自身知识的不足,我所学到的可能只是一些实验操作的基本知识,而对于如何进行更进一步的研究仍然很迷茫。
收获: (1) 一定程度上弥补了自己动手能力的欠缺。
第一块样品磨得比较糟糕,自己感觉很懊恼;后来几块样品通过自己慢慢摸索、积累经验,基本符合标准,自己亦感觉难得的欣慰。
(2)接触了一些实验设备并进行了相关操作。
如实验过程中用到了砂轮、磨样机、抛光机、镶样机、光学显微镜、X射线衍射仪等设备。
(对于X射线衍射仪,由于设备较为贵重,没有机会亲自操作,但了解了其相关原理和功能。
)(3)了解了硅钢的相关知识。
如:研究背景,工艺条件,取向特点,发展前景等,从最初一无所知到后来逐步熟悉。
不足:(1)由于时间紧迫,实验结束得很仓促,未能圆满完成计划。
(2)虽然查阅了一些资料,但由于自身知识的大片欠缺,仍然不太明白该如何进行织构分析,如何深入分析极图和ODF图?
(3)报告中自己分析和讨论的结果不知是否正确?。