取向高硅钢的制备与表征

采用粉末包埋法对成品Si的质量分数3%的取向硅钢进行固体渗硅和扩散退火,并对样品的组织、物相、织构和磁性能进行测试分析.结果表明:在800℃、硅粉+(质量分数0.5%)卤化物+填充剂的条件下,在较短的时间(10 min)内即可在Si的质量分数3%的取向硅钢上制备出表面平整、内部致密、与基体结合良好的渗硅层;经过扩散退火后,Goss织构能够完全保留下来,同时高频铁损显著降低(37%~63%).证明固体渗硅技术可以制备出磁性能优异的取向高硅钢.

高磁感取向硅钢组织、织构演变分析

采用蔡司显微镜、X射线衍射仪等检测手段分析高磁感取向硅钢(Hi-B钢)在生产各个阶段的组织形态和宏观织构。结果表明,高磁感取向硅钢各生产阶段的显微组织均为铁素体,经脱碳渗氮退火后完全再结晶,平均晶粒尺寸为28.92μm,经过高温退火后完成二次再结晶,成品平均晶粒尺寸为2 cm左右。热轧板次表层织构类型主要是三种典型的剪切织构。冷轧板织构主要由α线织构以及旋转立方织构{001}<110>组成,脱碳退火后主要以α*织构和γ线织构{111}<112>为主,高温退火后的宏观织构主要为高斯织构。高磁感取向硅钢经拉伸平整退火后,织构为单一的位向准确的高斯织构且强度达到峰值。

高牌号无取向硅钢生产流程中织构控制研究现状

在节能减排的背景之下,水电、风电和核电等清洁能源行业得到了快速发展。高牌号无取向硅钢是上述发电机组应用最普遍的铁芯材料。因此,开发低铁损和高磁感的高牌号无取向硅钢是清洁能源产业高质量发展的前提条件。织构是影响高牌号无取向硅钢磁感和铁损的主要因素之一,受到生产工艺的影响。然而,高牌号无取向硅钢工艺流程长,影响织构控制的工艺因素众多。为了满足高牌号无取向硅钢在低铁损时实现高磁感,在产品加工时应尽量避免对磁性能不利的{111}织构的形成,促进对其有利的{100}和{110}织构形成。本文首先介绍了高牌号无取向硅钢的工艺流程,对比了国内外钢铁企业产品的磁性能(P_(15/50)和B_(50))。其次,阐述了高牌号无取向硅钢在炼钢、热轧、常化、冷轧和成品退火过程中促进有利织构形成的影响因素。最后,归纳出能促进高牌号无取向硅钢有利织构形成的生产工艺,并对织构控制的发展方向提出了建议。

加工方式对含Cu高强度无取向硅钢力学和磁性能的影响

采用光学显微镜、电子背散射衍射、万能拉伸试验机和磁性能测量仪等研究了线切割和激光切割两种加工方式对含Cu高强度无取向硅钢组织及力学、磁性能的影响。结果表明:激光切割会使试样加工边缘晶粒粗化,而线切割则会细化加工边缘晶粒,并且影响区域均约为0.21 mm。此外,在线切割加工试样边缘还观察到应力集中现象。由于加工方式对试样晶粒尺寸及应力状态的影响,导致线切割加工试样加工边缘区域硬度值高于激光切割试样,并且抗拉强度与屈服强度均高于激光切割试样。同时,线切割加工试样磁感略低于激光切割试样,铁损显著高于激光切割试样。

稀土处理对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响

通过工业试验研究了不同稀土含量对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响。研究结果表明,当稀土质量分数为0.0021%时,稀土元素主要形成(La,Ce)AlO_(3)夹杂物,从而进行脱氧、变质钢中Al_(2)O_(3)夹杂物;随着钢中稀土含量的增加,稀土主要形成以(La,Ce)AlO_(3)-(La,Ce)_(2)O_(2)S类和(La,Ce)_(2)O_(2)S类稀土夹杂物,主要降低了钢中硫化物的析出量,但是此时生成的稀土夹杂物对钢中大量温降过程析出和二次氧化产生的Al2O3类夹杂物的改性作用较弱,这导致稀土含量高时钢中Al_(2)O_(3)夹杂物的数密度明显增加。此外,夹杂物长宽比的统计结果表明,稀土处理使铸坯中夹杂物发生明显球化,但在随后的热轧工序中,常规处理与稀土处理的热轧板中夹杂物的平均长宽比差异较小。即在工业生产实际中,稀土处理对成品组织中的夹杂物的长宽比影响很小,影响夹杂物长宽比的主要因素主要是轧制过程的相关工艺参数。

热轧板厚度对高牌号无取向硅钢磁性能的影响

基于高牌号无取向硅钢现场生产实验,将相同炉次的连铸板坯热轧至不同厚度(2.1,2.3,2.6 mm)的板卷,经常化均热工艺调控,获得晶粒较为均匀的常化板组织,再经85.7%~88.5%压下率冷轧,得到相同厚度(0.3 mm)的冷轧板,最终采用相同的退火工艺得到退火板;结合组织、织构和磁性能的相关检测分析,研究热轧板增厚对高牌号无取向硅钢产品磁性能的影响。结果表明:随高牌号无取向硅钢热轧板厚度的增加(在2.1~2.6 mm范围,即冷轧压下率降低),退火板组织中{111}晶粒占比提高,γ纤维织构强度逐渐增强,织构发生恶化;随热轧板厚度的增加,磁性能中铁损P_(1.0/400)线性增加,磁感强度B_(50)线性降低。热轧板厚度由2.1 mm增至2.3 mm时,P_(1.0/400)平均恶化0.20 W/kg,P_(1.5/50)平均恶化0.04 W/kg,B_(50)平均恶化0.005 T;热轧板厚度由2.3 mm增至2.6 mm时,P_(1.0/400)平均恶化0.24 W/kg,P_(1.5/50)平均恶化0.04 W/kg,B_(50)平均恶化0.009 T。

常化加热速度对高牌号无取向硅钢组织及织构的影响

采用电子背散射衍射研究了高牌号无取向硅钢常化过程中不同加热速度对显微组织、织构的影响。结果表明:随着加热速度从16℃/s提高到100℃/s,热轧试样常化后的平均晶粒尺寸先变大后变小;加热速度达到50℃/s后,{100}、{210}、{111}等取向晶粒平均尺寸显著增大,γ取向线织构明显削弱。加热速度提高到50℃/s以上,λ取向线织构强度有所提高,η取向线织构在加热速度为50℃/s时强度最高。常化加热速度为50℃/s时试样的织构因子TF最大,此时织构最为有利。

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

对低温法生产的以AlN为主抑制剂的Hi—B取向硅钢高温退火过程进行了中断实验，借助EBSD及TEM技术对高温退火连续升温过程中织构与析出物的演变进行了研究。实验结果表明，800℃时ODF图出现高斯织构组分，但强度很弱，高斯晶粒偏离角在10°以上；950～1000℃时高斯晶粒异常长大，偏离角3～6°；高温退火过程析出物主要有球形、规则立方形及不规则多面体形3种形貌，由于渗N的影响，Zener因子先增大再减小，并且析出物在高斯晶界前沿优先粗化．

球刻痕法对高磁感取向硅钢磁性的影响

试验研究了球刻痕法对高磁感取向硅钢的铁损、矫顽力、相对磁导率、巴克豪森噪声等磁学性能的影响.研究结果表明:经过球刻痕处理后,高磁感取向硅钢的铁损明显降低,矫顽力下降,8 mm球刻痕过后铁损值与矫顽力分别下降16.2%和14.7%,且铁损和矫顽力均随刻痕间距降低而减少.刻痕后的高磁感取向硅钢磁导率在高磁感应强度下明显上升,刻痕后巴克豪森噪声值明显降低,经过对比分析确定8 mm为球刻痕的最佳刻痕间距.从磁畴观察、细化磁畴的原理等方面解释了细化磁畴对高磁感取向硅钢性能的影响原因.

薄板坯连铸连轧流程生产高磁感取向硅钢的研究现状与技术分析

概述了高磁感取向硅钢生产工艺的研究现状及发展趋势。介绍了国内外薄板坯连铸连轧流程生产高磁感取向硅钢的研究现状。从流程工序特点、热履历、组织与抑制剂控制方面进行对比,分析了薄板坯连铸连轧流程相对传统板坯流程生产高磁感取向硅钢的技术优势,在此基础上提出了利用该流程生产高磁感取向硅钢需要解决的主要技术难点。

冷轧高牌号无取向硅钢生产工艺的实验室研究

在实验室条件下,研究了冷轧高牌号无取向硅钢的生产工艺,对常化处理、冷轧工艺和退火处理各工序的工艺进行了分析和试验,所得试验硅钢片性能达到国标规定的50W290的性能要求。

铸坯加热温度和Mo对高磁感取向硅钢第二相析出形态的影响

采用透射电镜观察了铸坯加热温度和Ｍｏ对高磁感取向硅钢（Ｈｉ－Ｂ钢）析出第二相质点（硫化物＋ＡｌＮ）的影响。证实上述两个因素对ＡｌＮ析出形态有很大影响，而对硫化物析出形态影响较小。铸坯加热温度降低和加钼使ＡｌＮ析出更加细小、弥散。因此，含钼Ｈｉ－Ｂ钢的铸坯采用较低温度（１３１０℃）加热，对于提高第二相质点抑制初次晶粒长大的能力是有利的。

新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢片的研究与进展

本文系统介绍了混合动力汽车和电动汽车所用驱动电机的特点和类型以及其对无取向硅钢片的要求,总结出适用于驱动电机的无取向硅钢片是既要求高强度、疲劳性能等力学性能,也要求高磁感和低的高频铁损等磁性能的复合材料。全面介绍了业界领先的各日本钢铁公司关于高强无取向硅钢片相关专利的具体内容,并通过相关热力学计算分析了各专利中所涉及的技术路线,得出析出强化技术路线是未来发展趋势,而其中Ti析出强化不可行,Nb析出强化可行但是成分和工艺窗口狭窄,且必须和Ni、Mn的固溶强化相结合;而Cu的析出强化途径工艺简单且易行、成本经济。

高磁感取向硅钢(Hi-B)中AlN抑制剂的固溶析出行为

AlN主要作为Hi-B钢生产的抑制剂来抑制初次晶粒的长大,促进二次再结晶。本文分析总结了国内外对Hi-B钢中AlN抑制剂固溶析出行为的研究工作,并提出了进一步研究的方向。

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

2.9 mm热轧3%Si高牌号无取向硅钢板(/%:0.004 6C、3.04Si、0.32Mn、0.49Als、0.004S、0.013P、0.0042N)由CSP(Compact Strip Production紧凑式带材生产线)流程:120 t BOF-70 mm CC-热轧工艺生产。热轧终轧温度872℃,卷取温度683℃。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-Al_2O_3,AlN和Cu_2S+MnS;热轧板-Al_2O_3,AlN,AIN+MnS和Cu_2S+MnS。

低温高磁感取向硅钢常化工艺中间冷却制度的研究

借助电子背散射(EBSD)技术对AlN为主抑制剂的Hi-B取向硅钢常化工艺的中间冷却制度进行了研究。结果表明:常化后试样均发生了完全再结晶,在60℃/s冷速下组织最均匀;在合适的冷却制度下常化板表层保留了强的Goss织构,它深入到1/4厚度处,并且形成对Goss织构有利的强{554}<225>织构。

高磁感取向硅钢中抑制剂质点硫化物与AIN析出形态的研究

采用透射电镜等试验方法，观察了两种温度１３８０℃及１３１０℃铸坯加热处理的高磁感取向硅钢（Ｈｉ－Ｂ钢）中抑制剂质点（硫化物＋ＡｌＮ）的析出形态，证实较低温度（１３１０℃）处理时对硫化物的析出形态影响小，却促使ＡｌＮ析出更加细小、弥散，因此，提高了抑制剂质点对初次再结晶晶粒长大的抑制效果。

浅谈氮元素在高磁感取向硅钢生产中的作用

介绍在以AlN为主要抑制剂的高磁感取向硅钢生产过程中氮元素的作用,以及其在各工序中的形态对二次再结晶和最终成品磁性能的影响。

日本高磁感取向硅钢最新进展(Ⅰ)

收集整理日本2004年度硅钢专利文献152项,其中高磁感Hi-B取向硅钢专利文献34项。Hi-B钢最新技术涉及诸多方面,主要有:开发新型抑制剂和高磁场用钢、研究低温板坯加热工艺、改进脱碳退火工艺、改善薄膜外观质量,采取措施降低铁损等,本文仅对其中的部分进行分析、研究,以供借鉴。

特高压变压器用高磁感取向硅钢片励磁特性

为确定不同类型取向硅钢片应用于特高压变压器时的励磁性能,对普通高磁感和经激光刻痕磁畴细化的2类取向硅钢片试样的单位铁损、磁化特性曲线、激磁功率曲线和磁致伸缩率4项基础磁性能进行了对比测试,对采用2类硅钢片设计成的单相双柱旁轭式特高压变压器铁芯时的空载损耗和空载电流进行了计算,对2类硅钢片制造成的1 000 k V特高压变压器主体变整机的空载损耗、空载电流、励磁特性曲线和空载噪声特性进行了试验研究和分析。结果表明：采用经激光刻痕磁畴细化的国产0.27 mm取向硅钢较同厚度进口高磁感取向硅钢片的样品,单位铁损及特高压变压器整机空载损耗小,空载附加损耗系数相近,而两类硅钢样片的磁化电流和磁致伸缩率与特高压变压器整机空载励磁电流和空载噪声无对等关系。