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一次冷轧法生产高牌号硅钢组织织构演变行为分析

电工钢领航2020-10-27 15:07:43

研究了一次冷轧法生产高牌号硅钢组织织构的演变情况。

高牌号无取向硅钢是国民经济快速发展过程中重要的软磁功能材料,其优异的电磁性能指标是各种电磁转换载体在应用中所需求的共性。高牌号硅钢产品在长流程的生产工艺过程控制中,电磁性能主要取决于多种冶金因素作用下的化学成分、宏观及微观组织形态以及晶体取向分布的控制。

随着冷轧无取向硅钢生产技术的进步,现代高牌号硅钢产品生产方式已由传统的二次冷轧法转变为短流程一次冷轧法,产品电磁性能逐渐向低铁损高磁感的高效产品的方向发展。在一次冷轧法生产中,热轧板常化处理及成品热处理是产品生产的主要热处理过程,也是组织、织构形态演变的重要控制手段之一。目前,无取向硅钢中有关夹杂物和晶粒尺寸的控制已经进行了广泛的研究,但有关织构控制的研究相对较少,人们熟知,改善钢板织构分布可以同时降低铁损并提高磁感,尤其对磁感的改进会比较明显,因此得到了持续的关注和不断深入的开发研究。

通过实验室试验,模拟热轧板常化、冷轧轧制及成品热处理的生产过程,研究了典型高级别高牌号硅钢的组织织构演变行为,并对有关机理进行了分析,为工业生产中进一步提升产品电磁性能指标奠定技术基础。

试验材料及试验方法

选取鞍钢典型无取向高牌号硅钢工业试验原始热轧板进行样品制备,在实验室开展模拟工业一次冷轧生产流程试验,样品主要化学成分及主要工艺参数如表1所示。

表1 典型高牌号硅钢热轧板化学成分 


采用箱式炉模拟常化试验,主要试验工艺为920保温20min;在小型四辊轧机冷轧至0.50mm成品规格;冷轧板进行温度1 000-930、带速1m/min的三段式模拟成品连续退火试验。

试验过程中进行相应样品的加工制备,成品使用光学显微镜观察金相组织,并用图像分析仪测量平均晶粒大小;原始热轧板及常化后的样品采用扫描电镜及其EBSD附件进行显微织构测量;冷轧板及成品采用X射线衍射仪进行宏观织构测量。针对热轧及冷轧样品的特点选用的不同织构测量方法,其最终分析均运用级数展开法计算试样的取向分布函数(ODF),并表示在欧拉角φ=45°的截面图上进行分析。

 结论

(1)常化处理后钢板断面呈现出充分再结晶及晶粒长大的组织分布形态,且组织均匀化;经冷轧退火后金相组织为典型高牌号大晶粒组织形态,但从晶粒度大小及均匀分布情况分析,晶粒不均匀,长大不充分,经过更高温度退火或延长保温时间,可以使组织进一步优化。

(2)热轧板表面与心部织构的差异及其在后续冷轧过程的演变表明,取向变化规律先在{001}<110>附近聚集,再转向{112}<110>附近,随后逐渐向{111}聚集;热轧表面的退火状态使得相关织构转变滞后于心部。且退火后成品板织构中{111}//轧面织构较常化板、冷轧板明显减少。因此,粗大、再结晶状态的热轧组织也有利于改善成品织构和磁性能。

(3)采用一次冷轧工艺生产无取向电工钢高牌号产品时,通过常化处理可使整个钢卷再结晶更加完善、晶粒尺寸均匀和粗化;使织构中对磁性有利的(100)、(110)位向组分增加,不利的(111)组分减弱,提高产品的电磁性能指标。

来源:《金属功能材料》高振宇

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