薄帶連鑄取向硅鋼組織、織構(gòu)及抑制劑演變研究.pdf

1、取向硅鋼是一種要求具有單一高斯織構(gòu)({110}<001>)的軟磁材料，沿軋制方向表現(xiàn)出高磁感、低鐵損等特性，非常適于制備變壓器鐵芯。取向硅鋼的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程一般分為高溫加熱和低溫加熱兩種工藝。高溫加熱工藝對(duì)制造設(shè)備要求苛刻、成材率低、能耗大、成本高;低溫加熱工藝則對(duì)滲氮工序要求苛刻，滲氮的均勻性直接決定了磁性能的優(yōu)劣。兩種工藝流程的共性問(wèn)題是工序冗長(zhǎng)，生產(chǎn)難度大，周期長(zhǎng)，成本高。雙輥薄帶連鑄是一種具有短流程、近終形優(yōu)勢(shì)的前沿新技術(shù)，適于制

2、備某些難變形、性能要求特殊的材料如取向硅鋼。但是，由于取向硅鋼制備技術(shù)保密性強(qiáng)，所以，在薄帶連鑄取向硅鋼制備工藝及組織演變研究方面鮮有報(bào)道。
　　本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下采用薄帶連鑄技術(shù)制備出具有細(xì)小等軸晶組織的鑄帶坯和具有粗大柱狀晶組織的鑄帶坯。以此為原料，分別探索研究了一步冷軋法和兩步冷軋法制備取向硅鋼的工藝流程。另外，還探索研究了異步熱軋對(duì)取向硅鋼組織及織構(gòu)演變的影響。利用金相顯微技術(shù)、X射線衍射技術(shù)、電子背散射衍射(EBSD)

3、技術(shù)系統(tǒng)了研究了組織及織構(gòu)的演變行為，利用透射電鏡(TEM)和電子探針(EPMA)技術(shù)研究了抑制劑演變行為。
　　本文最大的貢獻(xiàn)是首次在國(guó)內(nèi)基于雙輥薄帶連鑄技術(shù)成功開發(fā)出制備取向硅鋼的工藝流程，證明了采用薄帶連鑄技術(shù)制備取向硅鋼是可行的。采用薄帶連鑄技術(shù)制備了初始組織分別為細(xì)小等軸晶和粗大柱狀晶的取向硅鋼鑄帶，厚度為3.0～4.0mm。針對(duì)細(xì)小等軸晶鑄帶，設(shè)計(jì)了一步冷軋制備工藝，產(chǎn)品厚度為0.27mm，磁感(B8)為1.94T，針

4、對(duì)粗大柱狀晶鑄帶坯設(shè)計(jì)了兩階段冷軋加中間退火的制備工藝，產(chǎn)品厚度為0.23mm，磁感(B8)為1.84T。
　　一步冷軋工藝流程條件下，在鑄帶坯中就可以獲得高斯晶粒。冷軋組織中剪切帶較少，冷軋織構(gòu)中α纖維最強(qiáng)，γ纖維織構(gòu)次強(qiáng)，其中γ纖維織構(gòu)集中在{111}<110>組分;脫碳退火后主要織構(gòu)為γ纖維織構(gòu)（主要組分為{111}<112>），次強(qiáng)織構(gòu)為沿法向旋轉(zhuǎn)近20°的偏轉(zhuǎn)α纖維織構(gòu)（主要組分為{114}<148>）。
　　兩步

5、冷軋工藝流程條件下，一次冷軋組織中剪切帶明顯，冷軋織構(gòu)中α纖維最強(qiáng)，γ纖維織構(gòu)次強(qiáng)（主要組分{111}<110>），中間退火后織構(gòu)過(guò)渡到以{111}<112>為峰值的γ纖維織構(gòu)以及以{114}<148>為峰值的偏轉(zhuǎn)α纖維織構(gòu);二次冷軋后γ纖維織構(gòu)顯著增強(qiáng)，逐漸向{111}<112>組分過(guò)渡，α纖維織構(gòu)減弱;脫碳退火后α纖維織構(gòu)基本消失，形成了完善的各組分強(qiáng)度相當(dāng)?shù)摩美w維織構(gòu)。
　　以細(xì)小等軸晶組織的鑄帶坯為原料，采用一步冷軋法時(shí)，

6、初次再結(jié)晶晶粒尺寸可以控制在13.9μm;以粗大柱狀晶組織的鑄帶坯為原料，采用兩步冷軋法時(shí)，初次再結(jié)晶晶粒尺寸可以控制在10.3μm。
　　鑄帶坯冷速快，可有效抑制析出相的形成，保證Mn、S多以固溶狀態(tài)存在基體中，使鑄帶坯中僅形成少量的粗大MnTiS復(fù)合析出物。這為后續(xù)加工過(guò)程的抑制劑調(diào)控提供了便利。在兩種工藝流程條件下，發(fā)現(xiàn)抑制劑MnS均主要在熱軋和?；^(guò)程中沿晶界或位錯(cuò)位置析出。大多數(shù)粒子的尺寸可控制在30～50nm，且分布較

7、彌散。在脫碳退火過(guò)程中可有效抑制初次再結(jié)晶晶粒的長(zhǎng)大，滿足二次再結(jié)晶的需要。
　　異步熱軋對(duì)熱軋組織及織構(gòu)演變具有顯著影響:異步熱軋可明顯細(xì)化組織，強(qiáng)化高斯織構(gòu)，且異步快速輥側(cè)較慢速輥側(cè)更加明顯，使高斯取向晶粒可形成于熱軋板心部。
　　本文在實(shí)驗(yàn)室條件下成功試制0.27mm高磁感取向硅鋼和0.23mm普通取向硅鋼原型鋼，同時(shí)提供了取向硅鋼組織、織構(gòu)及析出物等相關(guān)數(shù)據(jù)，為以后深入研究制備工藝及組織演變規(guī)律，最終實(shí)現(xiàn)薄帶連鑄取向