喷嘴尺寸对Fe-6.5 %Si高硅钢薄带组织和性能的影响

研究了快速凝固单辊甩带过程中喷嘴尺寸(Φ2 mm、Φ1.5 mm、Φ1 mm和Φ0.7 mm)对Fe-6.5%Si高硅钢薄带组织和性能的影响。结果表明,随着喷嘴尺寸的减少,有序相减少,薄带的连续长度明显提高,而薄带的厚度和宽度减小,晶粒尺寸减小,显微硬度也随之减小。薄带饱和磁化强度(M s)随着喷嘴尺寸的减小逐渐变小,而矫顽力(H c)逐渐变大,但磁性能总体变化不大。在Φ1 mm喷嘴下制得的高硅钢薄带质量较好。

粉末冶金Fe-6.5wt.%Si高硅钢的热变形行为及组织演化

采用物理模拟手段研究了不同变形条件下粉末冶金Fe-6.5wt.%Si高硅钢的热变形行为,并利用金相显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了合金热变形过程中的组织演化。结果表明:基于Zener-Holloman参数和线性拟合方法建立的本构方程能够很好地预测合金的高温变形行为;基于动态材料模型构建的热加工图能够为合金的热变形提供适宜的工艺窗口;粉末冶金Fe-6.5wt.%Si高硅钢在高温变形时的主要软化机制为动态再结晶和动态回复。变形温度的升高和应变速率的降低有利于合金的再结晶形核和长大。变形后铁素体相形成<100>//ND和<111>//ND丝织构,且随着变形温度升高,<111>//ND织构增强。

固体渗硅制备的Fe-6.5 mass%Si合金的组织演变与磁性能

对3mass%冷轧硅钢板材进行固体渗硅和扩散退火处理,采用扫描电镜和X射线衍射仪等研究了其组织、物相和板材厚度方向Si成分的演变,并对其在不同频率下的铁损进行分析。结果表明:经过850℃的固体渗硅后,可在板材上制备出致密的化合物层,化合物层由表面的FeSi相层和邻近的Fe3Si相层构成;随着渗硅时间的增加,FeSi相层厚度不变,Fe3Si相层厚度增加;当板材心部完全形成Fe3Si相后,FeSi相层厚度开始增大。在扩散退火过程中,板材表面化合物层中Si向心部扩散,最终形成Si沿厚度方向均匀分布的、由单一α-Fe相构成的Fe-6.5 mass%Si合金。在较低的频率(1000 Hz)下,Fe-6.5 mass%Si合金的铁损高于3 mass%硅钢;在中等频率下(1000-20000 Hz),二者铁损接近;在较高的频率下(>20000 Hz),Fe-6.5 mass%Si合金的铁损小于3 mass%硅钢,频率越高差异越大。

热处理对Fe-6.5wt%Si合金冷轧薄板组织及磁性能的影响

Fe-6.5wt%Si合金具有优异的软磁性能,但由于有序相的出现,室温塑性低,很难用传统的轧制方法制备薄板。研究了一种特殊的轧制方法和相应的热处理工艺,冷轧出了厚度为0.03～0.05mm的该合金薄板。在制备过程中,通过观察热处理前后材料显微组织,硬度和结构的变化,研究热处理对材料塑性的影响;通过观察冷轧薄板热处理前后磁性能的变化,研究热处理对磁性能的影响。研究表明,通过采取不同的热处理手段,可以抑制部分有序相的生成,提高材料塑性或者生成有序相,提高材料磁性能。

粉末轧制法制备Fe-6.5%Si硅钢片的研究

采用粉末轧制法制备了Fe-6.5%(质量分数)Si硅钢片,并对其密度、物相组成和磁性能进行了测试分析。研究表明:在一定的轧制成形和烧结条件下,所制备的Fe-6.5%Si硅钢片的饱和磁感应强度Bs为1.8T;高频铁损W2/10k为69W/kg。

硼元素对Fe-6.5%(质量分数)Si合金力学性能影响的试验研究

含Si约6.5%(质量分数)的Fe Si合金具有优异的软磁性能,但由于其室温脆性差而难以通过常规的冷轧工艺加工成薄板。本文研究了微合金化元素-硼对铸态Fe 6.5%(质量分数)Si合金组织和性能的影响,以及该合金薄板在不同温度下拉伸的力学性能,并观察了拉伸断口形貌。结果表明,硼元素的添加使得该铸态合金晶粒细化,从而提高了该合金的塑性。Fe 6.5%(质量分数)Si合金薄板在不同温度下的拉伸结果表明,室温延伸率达到6.4%,500℃延伸率达最大值(32.96%),明显高于600℃时的延伸率,原因是600℃处于B2和DO3两相区,在温度600℃下发生了DO3相到B2相的转变,使得B2相有所增加。B2相的增加降低了Fe 6.5%(质量分数)Si合金的塑性。

电化学还原法制备Fe-6.5%Si薄板

介绍了高温熔盐电沉积技术的特点及硅的沉积历史。在FLNAKNa2SiF6熔盐体系中,以低硅钢片Fe3%Si薄板为阴极,控制温度和电流密度,以电化学还原法沉积硅,然后在1050℃下利用高温扩散退火均匀化处理,制得成分均匀的Fe6.5%Si薄板。对熔盐电沉积过程中的工艺因素进行了讨论,指出了熔盐电化学还原方法是制备Fe6.5%Si薄板的一种新方法。

Fe-6.5%Si高硅钢的性能及制备技术

Fe-6.5%Si高硅钢是一种具有高磁导率、低矫顽力和低铁损等优异软磁性能的合金,但是其室温脆性和低的热加工性能严重影响了其在工业领域的应用。综述了Fe-6.5%Si高硅钢的性能,评述了合金的改性法、特殊轧制法、快速凝固法、沉积扩散法、粉末冶金法等制备工艺。

大变形冷轧Fe-6.5%(质量)Si高硅钢薄板组织性能的研究

Fe-6.5%(质量)Si合金具有优异的软磁性能,有着良好的发展前景。但由于该合金中有序相的出现,人们难以用普通轧制的方法得到该合金的薄板。本文利用热轧,温轧,冷轧方法,结合相关的热处理手段,得到该合金0.05 mm薄板。通过在不同温度下热处理,利用光学显微镜,扫描电镜,X射线仪,拉伸机,显微硬度仪,研究该薄板组织结构和力学性能的变化。利用磁滞回线仪研究薄板热处理前后直流磁性能的变化。通过研究发现,0.05mm轧态薄板具有一定的塑性,断裂强度高达1.93 GPa。热处理使薄板硬度降低,塑性降低,特别是在650℃以上,材料发生了再结晶后,变化尤为明显。究其原因是有序相B2向DO3的转变及<001>面织构的消失。

Fe-6.5%Si硅钢片交流磁性能的研究

对分别采用粉末轧制法和化学气相沉积法制备的Fe-6.5%Si硅钢片在交流磁场(Bm=0.2～1.0 T,f=50～5 000 Hz)下的铁损、矫顽力和振幅磁导率进行了研究,采用幂函数对测试数据进行拟合,比较其交流磁性能随磁感应强度和频率的变化趋势。结果表明,试样的矫顽力和铁损与磁感应强度的相关性均大于其与频率的相关性;Fe-6.5%Si硅钢片的交流磁化过程和性能与其本征特性密切相关;两类试样初始磁化过程的差异随着频率的提高而增大。

高能球磨制备Fe-6.5%Si合金微粉的研究

Fe-6.5%Si(质量分数)合金具有优异的软磁性能,是高频电机铁芯的理想材料。采用高能行星球磨法制备了Fe-6.5%Si合金微粉。利用激光粒度分布仪、扫描电镜以及X射线衍射仪分别观测了球磨过程中粉末粒度、形貌及结构的变化。结果表明,随着球磨时间的延长,颗粒不断细化,但细化速度逐渐减小;Fe-6.5%Si合金在氩气保护下高能球磨过程中成分稳定,球磨产物为具有亚微米结构的过饱和固溶体;当球磨罐中装料量(mp=100g)一定时,理论计算和球磨实验得出最佳球料比为10∶1。

有序度与残余应力对Fe-6.5%Si合金塑性变形性能的影响

为了进一步提高Fe-6.5%Si合金的塑性变形性能,以1100℃保温1 h油淬处理后的Fe-6.5%Si合金为对象,重点研究了不同回火温度和保温时间下合金的有序结构回复和残余应力松弛行为及其对三点弯曲力学性能的影响。结果表明,合理的回火处理工艺可在有效抑制有序结构回复的情况下显著松弛合金的淬火残余应力,进而提升淬火试样的塑性变形性能。300℃回火60 min、400℃回火10 min和500℃回火10 min试样的最大弯曲断裂挠度与淬火态试样相比分别提高了20.7%,31.3%,21.8%。合金塑性变形性能提高的原因与回火处理导致合金无序-有序结构回复以及试样表面微观残余应力的松弛有关。以400℃回火处理保温10 min为例,合金试样的有序相畴尺寸由淬火试样的20~200 nm提高到50~300 nm,表面残余拉和压应力分别降低了16.5%和19.4%。

Fe-6.5wt%Si硅钢薄带的制备工艺及发展前景

Fe-6.5wt%Si高硅硅钢薄带具有优异的软磁性能,是高频电机铁芯的理想材料。但当硅含量超过3wt%后,由于高硅钢的脆性很难采用常规的轧制工艺制备而成为制约高硅硅钢薄带应用的瓶颈。综述了Fe-6.5wt%Si高硅钢的特性和制备工艺,并展望了其发展前景。

Fe-6.5Si合金热轧板显微组织的TEM观察

采用透射电镜(TEM)研究了高温轧制、中温轧制以及轧制后退火态Fe－6．5Si合金的有序化和微观组织．探讨了该合金有序相和微观组织对常温脆性的影响:结果表明．轧制及退火工艺的不同虽然可以明显改变Fe－6.5Si合金的微观组织及其有序相的尺寸和形态．但是各处理态下均未能完全抑制有序相的形成．同时中温轧制时．该合金中存在严重的应力集中。

Fe-6.5% Si合金热轧板焊接接头的组织和力学性能

针对Fe-6.5% Si合金热轧板焊接接头易萌生裂纹的问题,研究了不同氩弧焊工艺对焊接接头显微组织和力学性能的影响规律.研究表明:不使用填充焊丝的TIG焊不适合Fe-6.5% Si合金热轧板焊接,因在焊缝内出现大量显微裂纹;使用工业纯铁焊丝的MIG焊实现了Fe-6.5% Si合金热轧板的良好连接,焊缝表面连续、鱼鳞纹均匀,焊缝内无显微裂纹.稀释硅浓度是改善焊缝区组织和力性的有效方法.优化工艺下的焊接接头在500℃拉伸延伸率5.5%,抗拉强度280 MPa,满足Fe-6.5%Si合金板带制造过程中的温轧工艺要求.

定向凝固Fe-6.5wt%Si合金热压缩变形行为研究

采用Gleeble 1500热模拟机对定向凝固Fe-6.5%(质量分数)Si合金进行热压缩变形研究。结果表明,Fe-6.5%(质量分数)Si合金柱状晶组织热形变过程中很难发生动态再结晶,以动态回复为主,易产生严重的变形带;在无序相区间,在柱状晶晶界处发生动态再结晶形核,但长大受到限制,仅局限于晶界附近。与锻态等轴晶组织相比,有序相区间,两种组织形变行为基本一致,受温度影响剧烈,在无序相区间,随温度升高,等轴晶组织的形变激活能略有升高,平均值约为294kJ/mol,而柱状晶组织的形变激活能逐渐降低,平均值约为260kJ/mol。

中温拉伸Fe-6.5Si合金形变机制的实验观察

采用金相和透射电镜衍衬分析技术研究了 Fe- 6.5Si合金在 2 0 0℃温度下拉伸时的塑性变形行为。结果表明 ,在 2 0 0℃温度下拉伸时 ,该合金的 {1 1 0 }〈1 1 1〉滑移系开动 ,从而在合金中形成形变带。

磷酸浓度对Fe-6.5%Si磁粉芯组织及磁特性的影响

摘要：通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、综合物性测量系统（PPMS）及软磁交流测量装置对Fe-6．5％Si磷化粉末及其磁粉芯的结构和磁特性进行分析。结果表明：在不同的磷酸浓度条件下，粉末表面均可获得覆盖均匀的FePO4薄层；磷化粉末在550℃左右发生FePO4晶化反应，在1000℃左右发生Si02合成反应。随磷酸浓度增加，包覆层厚度从3～5μm增加到10μm左右，粉末的饱和磁化强度逐渐降低；磁粉芯600℃退火后的物相结构为α-Fe（Si），FePO4，Fe2O3混合相，其微观应变在磷酸浓度为0．15g／mL时达到最低值；随磷酸浓度增加，磁粉芯有效磁导率下降，而总损耗、磁滞损耗和涡流损耗均呈先降低后升高的趋势，在0．15g／mL磷酸浓度时达到最低。

Fe-6.5%Si合金冷轧薄板的冲压性能

Fe-6.5%Si合金具有高电阻率、高磁导率、低铁损等优异软磁性能,但其室温脆性严重影响了该合金在工业领域的应用。利用逐步增塑法,通过传统工艺及设备成功制备出0.3mm厚的冷轧板,并对其进行了从室温到250℃的拉伸及冲压实验。该冷轧板在100℃以上时具有一定的拉伸塑性,有韧窝断口出现,冲压结果表明最合理的冲压参数为:模具间隙0.04mm、冲压温度150℃。

基于正电子湮没寿命谱研究Fe-6.5wt.%Si合金中热空位的生成

正电子湮没技术(PAT)是一种无损伤的材料探测技术,它可以反映正电子所在处电子密度或电子动量分布的信息.由于正电子对原子尺度的缺陷非常敏感,所以正电子湮没技术(PAT)是研究纯金属及金属间化合物中热空位生成的有效工具.基于正电子寿命谱技术对金属间化合物Fe-6.5wt.%Si合金热轧板在不同温度退火后缺陷变化进行研究,发现了正电子平均寿命在673K左右迅速增加,673至1073K温度范围内平均正电子寿命的温度曲线为明显的S形状,1073K以上平均正电子寿命趋于常数,通过分析正电子平均寿命的温度变化曲线,得到了Fe-6.5wt.%Si合金中热空位生成的临界温度值,并计算得到了该合金的空位生成激活焓为HVF=0.54eV.