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取向硅钢在军事、电力、电子行业中是一种重要的软磁材料,具有高磁感、低铁损等有利的性能,应用于大、中型变压器中。其制备工艺复杂,成本高,而取向硅钢生产中的核心技术问题是通过抑制剂的控制(析出类型、分布、尺寸、粗化及分解),来实现组织和织构的控制,最终提高取向硅钢的磁性能。 稀土在电工钢的应用研究已有相关报道,在无取向硅钢中对MnS等第二相析出、组织、织构及性能有重要影响,在取向硅钢中也有稀土Ce对组织及织构作用的研究;然而关于稀土Ce对取向电工钢抑制剂的作用却鲜有报道,同时国内外关于抑制剂析出行为目前还难以精确控制,其析出机理还需进一步研究。 本文以铌微合金化的取向硅钢为研究对象,对加稀土和不加稀土的取向硅钢铸坯进行加热、热轧、不同工艺模拟卷取、常化、冷轧及脱碳退火,利用激光共聚焦显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜研究各阶段显微组织和抑制剂的演变规律。 研究表明,在初次再结晶之前各阶段加稀土比不加稀土抑制剂析出物更弥散、细小且均匀分布,尺寸差异明显。各阶段抑制剂析出类型基本相同,分别为Cu2S、MnS、AlN和Nb(C, N)。在热轧和卷取过程中,加稀土比不加稀土的长条纤维组织更粗大、均匀一些。在常化过程中随着温度的升高,长条纤维组织逐渐向等轴晶转变,当升到1120℃时,完全转变为等轴晶组织,晶粒尺寸更加均匀,而不加稀土试样还存在长条纤维组织。在初次再结晶过程中,在同一时间,随着加热温度的升高,晶粒的均匀化程度先增加后减小。抑制剂开始以析出为主,析出数量相对较少,随温度的升高,抑制剂的数量明显增多且平均尺寸也在增加,而在850℃时,抑制剂以粗化现象为主。在一定温度下,随着脱碳退火时间的增加,晶粒的均匀化程度也是先增加后减小的趋势。其中,在825℃脱碳退火并保温4 min时,初次再结晶晶粒较均匀,抑制剂数量较多,面密度最大,尺寸都集中在有效抑制范围之内,而此时加稀土比不加稀土抑制剂更弥散分布,说明加稀土可以促进高斯晶核的异常长大和提高磁性能。