薄带连铸取向高硅钢组织、织构及有序相研究

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取向6.5wt%Si钢中较高的硅含量可以降低铁损,提高磁导率,是电力电子领域理想的软磁合金材料。本研究通过引入具有短流程和亚快速凝固特点的薄带连铸工艺制备取向6.5wt%Si钢,系统研究了取向高硅钢中Goss等典型织构的形成原理、二次再结晶行为和轧制退火工艺对组织织构与有序相的影响机制,取得以下研究结果:(1)初始铸带组织沿宽度和厚度方向存在差异,适宜的常化温度可以有效改善组织均匀性和促进AlN粒子析出。过大的温轧压下量对组织织构调控不利,60~70%中等压下率可以有效提升Goss再结晶织构强度。(2)冷轧组织由低储能变形晶粒和严重变形的剪切带构成,冷轧织构主要包括α和γ织构,随着二次压下率的提升,组织中剪切带数量增多,γ织构增强。初次退火组织由均匀细小的等轴晶组成,退火织构主要包括Goss和强γ织构,随着压下率的提升,平均晶粒尺寸减小,Goss织构增强,成品板磁感值升高,铁损值下降。80%二次压下率成品板的磁性能最好,其磁感B8达到1.48 T,铁损P10/50为1.93 W/kg。(3)铸带和常化板中都存在沿板厚方向随机分布的Goss晶粒,这些晶粒尺寸不一致,而且不具有数量优势。再结晶Goss晶粒主要在{111}<112>和{111}<110>变形晶粒内部的剪切带上形核,{111}<112>剪切带处Goss晶核数量明显高于{111}<110>剪切带。中间退火板的Goss晶粒体积分数为12%,相比初始铸带得到有效提高。(4)冷轧板退火过程中Goss晶粒通过消耗{111}<112>变形组织率先形核,而且晶核长大速率没有发生明显变化,定向形核机制可以解释Goss再结晶织构的形成。二次再结晶过程中Goss晶粒周围∑5~∑9晶界分布与基体相似,而20~45°高能晶界比例占优。HE晶界理论可以解释本研究中的二次再结晶Goss织构形成机制。(5)中间退火后快速冷却可以抑制基体有序相的形成,随着冷却速度的提高,有序度参数降低,B2有序相尺寸减小。快速冷却对取向6.5wt%Si钢的室温塑性提升有限,不同冷却方式试样在室温拉伸和弯曲时均发生了解理断裂。冷却速率可以影响后续轧制退火组织织构,水冷和油冷方式的轧制组织剪切带较少,退火板γ织构较弱。炉冷退火板织构只有α织构,缺失γ织构。水冷、油冷和炉冷方式成品板磁性能低于空冷,最优的成品板磁性能:磁感B8为1.48 T,铁损P10/50为1.92 W/kg。
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