鈮作為微合金化元素在硅鋼片中的作用(一)

  加工(gong)晶(jing)粒(li)取向硅鋼(gang)前提條(tiao)件是(shi)(shi)高(gao)(gao)清潔度(du)。對含(han)(han)鋁(lv)鋼(gang)而言,這(zhe)一點(dian)尤為突出(chu),含(han)(han)鋁(lv)鋼(gang)有(you)鋁(lv)夾雜(za)物并有(you)內部氧(yang)化的(de)(de)危害(hai)性。Si含(han)(han)量(liang)大于2.15%純鐵是(shi)(shi)完全(quan)鐵素(su)體,由于無(wu)相(xiang)變(bian)應力因而有(you)利(li)于控制晶(jing)體學織構(gou)。但是(shi)(shi),更高(gao)(gao)碳(奧氏(shi)(shi)體穩定元素(su))含(han)(han)量(liang)的(de)(de)硅鋼(gang)可能在(zai)(zai)大約1100℃含(han)(han)一定量(liang)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體,因為在(zai)(zai)1100℃是(shi)(shi)α+γ兩相(xiang)區。因此,應該避免(mian)碳含(han)(han)量(liang)大于0.05%。此外,高(gao)(gao)的(de)(de)熱軋溫度(du)有(you)助(zhu)于完成鐵素(su)體區的(de)(de)熱軋變(bian)形。進一步說,Mn含(han)(han)量(liang)維持(chi)在(zai)(zai)0.06%~0.08%這(zhe)樣低的(de)(de)水平,會(hui)形成Mn-O-S偶極簇(cu),促(cu)進緩慢的(de)(de)一次再結(jie)晶(jing)。

  晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)(li)取向硅鋼的(de)(de)(de)(de)加工過(guo)程(cheng)相(xiang)當(dang)復雜,完成煉鋼和連(lian)鑄后典型工藝路(lu)線如下(xia)所示。為最(zui)大(da)(da)化(hua)高斯織構組(zu)分(fen),不同的(de)(de)(de)(de)冷軋(ya)規(gui)程(cheng)和退(tui)(tui)火(huo)工藝不可(ke)少(shao)。典型的(de)(de)(de)(de)熱處理是(shi)高溫退(tui)(tui)火(huo),它是(shi)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)二次(ci)(ci)再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)過(guo)程(cheng)工業應用。二次(ci)(ci)再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)與少(shao)數(shu)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)脫(tuo)離(li)釘扎點的(de)(de)(de)(de)能(neng)力有關(guan)。在一(yi)次(ci)(ci)再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)工藝過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),當(dang)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)(li)長大(da)(da)被(bei)抑制時就能(neng)實現強的(de)(de)(de)(de)高斯織構,這可(ke)通過(guo)引(yin)入能(neng)釘扎晶(jing)(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)顆粒(li)(li)(li)(li)來實現。綜上所述,目標是(shi)獲得(de)高體積(ji)分(fen)數(shu)且均(jun)勻分(fen)布的(de)(de)(de)(de)顆粒(li)(li)(li)(li),即“抑制相(xiang)”。獲得(de)所需顆粒(li)(li)(li)(li)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)一(yi)種途徑是(shi)利(li)用板坯(pi)均(jun)熱過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)顆粒(li)(li)(li)(li)溶解及熱軋(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)再(zai)析出。有許多具有這種作用的(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物,其中(zhong)(zhong)(zhong)MnS和AlN最(zui)突出。但(dan)是(shi),為了能(neng)讓二次(ci)(ci)再(zai)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)過(guo)程(cheng)發生,這些顆粒(li)(li)(li)(li)必須(xu)被(bei)清(qing)(qing)除(chu)(再(zai)次(ci)(ci)溶解),或者至(zhi)少(shao)顯著(zhu)地粗化(hua)。由(you)于(yu)這類顆粒(li)(li)(li)(li)將也會抑制疇避運動,從而引(yin)起更大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)損。顆粒(li)(li)(li)(li)清(qing)(qing)除(chu)有雙重正面作用。

  為了(le)檢查熱(re)帶的(de)(de)退(tui)火處(chu)理(‘常(chang)化’)的(de)(de)作用,終(zhong)軋(ya)溫(wen)度1000℃后溫(wen)水淬火試(shi)樣(yang)(yang)在950℃退(tui)火6~9min,隨后空冷。熱(re)軋(ya)試(shi)樣(yang)(yang)采用兩種不同(tong)的(de)(de)冷軋(ya)規程進行冷軋(ya)。

  1.在帶有中間(jian)再(zai)結晶處(chu)理的(de)(de)二階段冷(leng)軋(ya)(ya)規程(cheng)中,第一變形階段將試(shi)樣(yang)軋(ya)(ya)到2~0.7mm厚(hou):隨后的(de)(de)一次(ci)再(zai)結晶中間(jian)退火(huo)(huo)采用的(de)(de)退火(huo)(huo)溫(wen)度為800℃,920℃或1050℃,10種不同的(de)(de)退火(huo)(huo)時(shi)間(jian)從5s到1.5h范圍內變化。這(zhe)些(xie)試(shi)樣(yang)剪(jian)切(qie)成尺寸為0.7×30×75mm,隨后在第二階段冷(leng)軋(ya)(ya)過程(cheng)中厚(hou)度從0.7mm軋(ya)(ya)到0.35mm。接(jie)下來試(shi)樣(yang)在880℃的(de)(de)H2中脫碳處(chu)理30min,隨后立即進(jin)行二次(ci)再(zai)結晶的(de)(de)高溫(wen)退火(huo)(huo),退火(huo)(huo)溫(wen)度900℃,1000℃或1150℃,退火(huo)(huo)時(shi)間(jian)為2h,4h或6h。

  為了(le)確定冷軋壓下(xia)率對(dui)織(zhi)構的影響,幾個0.7mm厚試樣在920C退(tui)火(huo)(huo)(huo)5min后,除了(le)前面提到的50%壓下(xia)率,還分(fen)別采用40%,56%或(huo)64%的壓下(xia)率進行(xing)冷軋,隨后采用上述退(tui)火(huo)(huo)(huo)工藝進行(xing)最終的二次再結晶退(tui)火(huo)(huo)(huo)處理,退(tui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)度1150℃,退(tui)火(huo)(huo)(huo)時間6min。

  2.最終厚度為0.35mm的(de)的(de)薄(bo)板采用一步冷軋(ya)(ya)規程加工(gong)。對本研究,7mm板分別熱軋(ya)(ya)成1.7mm,2.3mm和3.15mm,因此冷軋(ya)(ya)壓下(xia)率從80%到(dao)85%到(dao)90%。所有這些試樣也在1150℃進行6h的(de)二次再結晶處(chu)理。

  研(yan)究涉及到(dao)夾雜物(wu)的識別以及整個(ge)加(jia)工過程中微觀組(zu)織和(he)(he)織構(gou)(gou)的演變(bian)(bian)。用反射法確(que)(que)定(ding)(ding)織構(gou)(gou),不(bu)同織構(gou)(gou)的體積(ji)分(fen)數由反極圖測量。此外,扭矩測量法來確(que)(que)認這些結(jie)(jie)果。為(wei)了測定(ding)(ding)實驗室研(yan)究得到(dao)的“變(bian)(bian)壓器(qi)薄板”的鐵損,采(cai)用的感應(ying)磁場強度(du)為(wei)0.5T,1.0T和(he)(he)1.5T,使用單塊(kuai)樣(yang)品,30mm寬(kuan),180mm長,所得結(jie)(jie)果與工業生產鋼作了對比。

鏈接:鈮作為微合金化元素在硅鋼片中的作用(二)