低硅鋼異步軋制-低溫滲硅過程中的結(jié)構(gòu)演變.pdf

1、高硅鋼具有高頻鐵損低、磁導(dǎo)率高和磁致伸縮小（幾乎為零）等特點(diǎn)，是機(jī)電設(shè)備更新?lián)Q代和節(jié)能的首選軟磁材料。但因其脆性大，無法用常規(guī)的軋制技術(shù)生產(chǎn)。為了解決唯一用于高硅鋼小規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)氣相沉積(CVD)法存在的處理溫度高和滲硅源中Cl-離子濃度高等問題，本研究組在固體滲硅工藝中引入了表面納米化設(shè)計(jì)思想，開發(fā)出利用異步軋制/低溫滲硅制備高硅鋼的方法。該方法操作簡單、成本低、污染小，有實(shí)用價(jià)值。
　　迄今基于異步軋制/低溫滲硅的研究集

2、中在3.0wt.％硅鋼上，研究工作有待于深化和拓展。為此，本工作選取含硅量為0.5wt.％的低硅鋼(W800)進(jìn)行不同速比的異步軋制和低溫滲硅處理，研究異步軋制薄板表層結(jié)構(gòu)演變特點(diǎn)及速比的影響，滲硅工藝參數(shù)（溫度、時(shí)間、鹵化物含量）對滲硅層厚度、物相和成分分布的影響，并對納米-微米梯度結(jié)構(gòu)低溫?cái)U(kuò)散動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步研究。主要結(jié)果歸納如下:
　　1)異步軋制誘發(fā)W800硅鋼的表面納米化:
　　i)異步軋制可在W800硅鋼誘發(fā)表面

3、納米化，在板材表面獲得具有中等到大角度取向差的納米晶/亞微晶組織，速比為1.25和1.31樣品的表面晶粒尺寸分別為70～120nm和50～100nm;在距表面10μm深度，二者均形成了尺寸為300～500nm的位錯(cuò)胞。
　　ii)異步軋制誘發(fā)表面納米化由位錯(cuò)演變而實(shí)現(xiàn)，外力作用方式不影響納米化機(jī)理。
　　iii)增加速比和降低材料塑性可以加快表面納米化進(jìn)程，但異步軋制速比的影響主要集中在表面。
　　iv)異步軋制樣品表

4、面硬度約為300 HV，在表面至20μm深度范圍內(nèi)，硬度急劇下降;隨著深度的進(jìn)一步增加，硬度緩慢下降。
　　2)異步軋制W800薄板的低溫滲硅研究:
　　i)異步軋制W800硅鋼在600和650℃滲硅時(shí)，可在表面形成由Fe3Si相構(gòu)成的化合物層，用成本低、易軋制的低硅鋼作為制備高硅鋼的基材可行。
　　ii)異步軋制W800硅鋼表面化學(xué)反應(yīng)-擴(kuò)散過程與溫度、時(shí)間和NH4Cl的含量密切相關(guān)，增加溫度、時(shí)間和NH4Cl的含量

5、均可增加化合物層厚度。
　　iii)在相同的工藝條件下，增加速比可以降低異步軋制W800硅鋼表面的晶粒尺寸，增加化合物層的厚度。
　　3)擴(kuò)散熱力學(xué)研究:
　　i)600℃時(shí)，Si在異步軋制W800硅鋼表面納米-微米梯度結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散系數(shù)為2.644×10-10cm2/s;650℃時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)為4.732×10-10cm2/s。
　　ii)Si在異步軋制W800硅鋼表面納米-微米梯度結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散激活能為220.23KJ