【摘 要】
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无取向硅钢作为一种极为重要的软磁性材料,广泛应用于电力、电子、军事等各大领域。随着《电动机能效限定值及能效等级》新标准正式实施,中高牌号无取向硅钢的需求急剧增加。50W470无取向硅钢作为中高牌号的无取向硅钢,市场需求巨大,预计2035年可达300万吨/年。磁性能是评价无取向硅钢性能的重要因素,而某厂生产的稀土50W470无取向硅钢铁损和磁感应强度无法完全满足市场对磁性能要求。因此,本文结合现场生
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无取向硅钢作为一种极为重要的软磁性材料,广泛应用于电力、电子、军事等各大领域。随着《电动机能效限定值及能效等级》新标准正式实施,中高牌号无取向硅钢的需求急剧增加。50W470无取向硅钢作为中高牌号的无取向硅钢,市场需求巨大,预计2035年可达300万吨/年。磁性能是评价无取向硅钢性能的重要因素,而某厂生产的稀土50W470无取向硅钢铁损和磁感应强度无法完全满足市场对磁性能要求。因此,本文结合现场生产条件,通过优化常化及退火工艺,改善稀土50W470无取向硅钢的磁性能,为现场实际生产提供一定的理论指导。本文以某厂生产的稀土50W470无取向硅钢为研究对象,利用箱式电阻炉和连续退火炉模拟现场生产环境,研究了不同常化工艺和退火工艺对稀土50W470无取向硅钢组织、夹杂物和织构的影响。常化温度分别为930℃、950℃、970℃,常化时间分别为3min、5min、7min;退火温度分别为870℃、890℃,退火速率为60m/min、70m/min、80m/min。利用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜观察了热轧板、常化板和退火板的显微组织;采用扫描电镜结合能谱仪对热轧组织和常化组织中的夹杂物的种类、形态、数量进行了观察和统计;采用X射线衍射仪对热轧板、常化板、冷轧板与退火板的宏观织构进行了检测,采用场发射扫描电镜对不同退火工艺的退火板的微观织构进行检测;使用单片法检测了退火板的铁损和磁感应强度。实验结果表明:热轧板经常化后变形组织消失,全部发生再结晶。常化时间为5min时,随常化温度从930℃上升到970℃,平均再结晶粒径增大,970℃常化时平均再结晶晶粒尺寸最大为203.67μm,但再结晶组织均匀性差;常化温度为950℃,随常化时间从3min延长到7min,再结晶晶粒尺寸增大。950℃常化5min时再结晶晶粒尺寸较大,直径为166.96μm,同时再结晶组织均匀,此常化工艺相对最优。稀土50W470无取向硅钢不同常化条件下夹杂物种类相同,均为Al N、Al2O3、Ce2O2S和Ce Al O3。稀土50W470无取向硅钢的常化板与热轧板相比,1/2层旋转立方织构强度减弱,从11.48减弱到950℃常化3min时的2.01;不同常化工艺下织构的组分基本相同,1/8层主要为高斯织构,1/2层主要为{001}＜110＞旋转立方织构、{111}＜112＞织构和少量的{011}＜100＞高斯织构;当常化时间为5min时,随常化温度从930℃升高到970℃,{111}＜112＞织构强度从1.34升高到2.89。随退火温度的升高有利织构占比减小,再结晶晶粒尺寸增加,铁损值降低。退火速率为60m/min时,随退火温度由870℃增加至890℃有利织构{100}和{110}的面占比从55.7%降低到33.9%,平均晶粒尺寸从60.42μm增大到97.57μm,P1.5从2.83W/Kg降低到2.71W/Kg。本实验室条件下,稀土50W470无取向硅钢最优的生产工艺为:950℃5min常化,890℃60m/min退火,此时P1.5为2.71W/Kg,B50为1.7289T。
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