鈮對(duì)3％Si取向硅鋼析出物和織構(gòu)的影響.pdf

1、取向硅鋼是應(yīng)用于電力系統(tǒng)的變壓器中的功能材料，其性能對(duì)電力系統(tǒng)的能量損耗有著重要影響。取向硅鋼中存在著較強(qiáng)的Goss織構(gòu)({110}<001>織構(gòu))，因此在<001>方向上有最優(yōu)的磁性能。但取向硅鋼生產(chǎn)工藝極其復(fù)雜，目前為止對(duì)其抑制劑和二次再結(jié)晶的作用機(jī)理尚不明確，制約了其工藝的簡(jiǎn)化和可靠性的提升。與此同時(shí)，在目前取向硅鋼性能已經(jīng)接近材料極限的背景下，采用節(jié)能環(huán)保而且經(jīng)濟(jì)的低溫鑄坯再加熱技術(shù)來(lái)生產(chǎn)磁性能優(yōu)良穩(wěn)定的取向硅鋼，是目前世界上重

2、要硅鋼生產(chǎn)商的主要方向。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低鑄坯再加熱溫度，穩(wěn)定產(chǎn)品性能，本研究提出采用Nb作為取向硅鋼的抑制劑形成元素，系統(tǒng)地研究了含鈮取向硅鋼從熱軋，?；滠埖矫撎纪嘶鹎昂?，析出物和組織織構(gòu)的演變。并與傳統(tǒng)取向硅鋼進(jìn)行橫向?qū)Ρ?。具體的研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)果如下:
　　(1)對(duì)兩種試樣熱軋后的析出物和組織以及織構(gòu)進(jìn)行了研究。傳統(tǒng)取向硅鋼熱軋后，其抑制劑析出比例很低，粒子尺寸粗大且分布稀少，單位面積數(shù)量?jī)H為1.09×105/

3、mm2，平均直徑為60.1nm。主要成分以MnS和少量MnS與AlN的復(fù)合析出物為主。常化后，傳統(tǒng)取向硅鋼析出了部分細(xì)小的抑制劑，數(shù)量大大增加，單位面積數(shù)量為4.21×106/mm2，平均直徑為64.3nm。傳統(tǒng)取向硅鋼在熱軋后織構(gòu)主要有{110}<001>，{112}<111>和{001}<100>織構(gòu)，而且初始Goss晶粒含量比較高。而2＃試樣熱軋板有一定的γ線織構(gòu)，{110}<001>，{111}<112>以及{110}<112>

4、織構(gòu)，強(qiáng)度在3到4之間。
　　(2)對(duì)兩種試樣?；蟮奈龀鑫锖徒M織以及織構(gòu)進(jìn)行了研究。含鈮取向硅鋼熱軋后，其抑制劑析出比例較高，粒子尺寸細(xì)小且彌散分布，單位面積數(shù)量為3.8×107/mm2，平均直徑為34.1nm。主要成分是Nb(C，N)。?；?，含鈮取向硅鋼中的抑制劑部分重新固溶，抑制劑數(shù)量有所減少，單位面積數(shù)量為9.08×106/mm2，平均直徑為67.5nm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明含鈮取向硅鋼在熱軋后抑制劑析出比例已經(jīng)足夠大，可以省略

5、?；に?。常化后，傳統(tǒng)取向硅鋼主要織構(gòu)為{111}<112>和{111}<110>織構(gòu)，而2＃試樣的?；逯饕棙?gòu)是{111}<112>，{001}<100>織構(gòu)。兩個(gè)試樣的γ線織構(gòu)強(qiáng)度都在2到3之間，?；瘜?dǎo)致的晶粒長(zhǎng)大對(duì)織構(gòu)有一定的弱化效果。
　　(3)標(biāo)定含鈮取向硅鋼中析出物的晶格常數(shù)，證明其化學(xué)成分。對(duì)Nb(C，N)的晶格常數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，?；癗b(C，N)晶格常數(shù)約為4.456(A)，對(duì)應(yīng)Nb(C，N)的碳氮原子比例是Nb

6、(C085，N015)。而?；驨b(C，N)的晶格常數(shù)約為4.431(A)，對(duì)應(yīng)Nb(C，N)的碳氮原子比例是Nb(C071，N029)。根據(jù)Nb(C，N)碳氮原子比與其析出溫度之間的關(guān)系，熱軋板中的Nb(C，N)析出溫度相對(duì)較低，可能是因?yàn)椴糠諲b(C，N)在熱軋到卷取之間的冷卻階段析出。調(diào)整含鈮取向硅鋼的熱軋后冷卻條件，可以優(yōu)化Nb(C，N)的析出，從而省略?；に嚒?br>　　(4)對(duì)滲氮后傳統(tǒng)取向硅鋼中的析出物進(jìn)行了研究。滲氮

7、后，傳統(tǒng)取向硅鋼中的抑制劑粒子數(shù)量進(jìn)一步增加，但表層和中心部分的粒子分布不均勻。滲氮后表面析出物平均尺寸為35.97nm，單位面積數(shù)量為5.57×107/mm2，中心層析出物平均尺寸為46.85nm，單位面積數(shù)量為1.32×107/mm2。滲氮使傳統(tǒng)取向硅鋼的抑制劑達(dá)到了最高水平，其尺寸和單位面積數(shù)量與熱軋后的Nb(C，N)在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。
　　(5)對(duì)初次再結(jié)晶后的組織和織構(gòu)進(jìn)行了研究。初次再結(jié)晶后，傳統(tǒng)取向硅鋼中不均勻的抑制劑