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无取向硅钢是电机、发电机等设备不可替代的重要铁芯材料。在能源危机日趋严峻的今天,改善无取向硅钢的磁性能,进而提高电机效率,对促进经济和社会的可持续发展具有重要意义。以强烈的多道次热轧为典型特征的常规流程严重限制了无取向硅钢组织、织构的可控性和磁性能的提升空间,因此本文基于双辊薄带连铸先进短流程技术,从形变及热处理工艺入手,对高性能无取向硅钢的制备技术及微观机理进行深入研究。阐明加工过程中典型织构的演变机制,重点分析热轧、温轧及退火工艺对组织演变和磁性能的影响,并探索薄规格产品的织构控制方法与原理,为高品质无取向硅钢的生产提供新的技术思路。论文的主要研究内容及结果如下:(1)研究了无取向硅钢中Cube晶粒的变形行为,分析了特殊取向晶粒的再结晶过程以及再结晶织构形成机制。结果表明,Cube晶粒冷轧过程中存在三种转动路径:一是沿{001}<120>、{001}<110>及 α 取向线转动;二是沿{114}<841>、{112}<571>取向转动;三是沿{013}<031>、{012}<021>、{110}<110>与{110}<221>取向转动。Cube 再结晶晶粒主要在{110}<110>~{110}<221>取向变形带之间的条带组织内、{114}<841>变形带内以及{111}<112>变形晶粒内形核,且前两种位置贡献最大比例的Cube晶核,该形核过程与Cube组织的遗传性有关。此外,部分块状Cube变形晶粒可通过回复保留至退火组织中。再结晶过程中,各取向晶粒不发生明显的长大速率变化,Cube和Goss晶粒凭借形核密度优势主导再结晶过程,再结晶织构的形成归因于定向形核机制。Goss与Cube晶粒聚集分布引起的“取向钉扎效应”以及大尺寸Cube变形组织的回复保留对再结晶织构的取向密度分布具有重要影响。(2)研究了 Fe-2.8%Si钢温轧过程中的动态应变时效行为及其对变形组织与织构的影响,分析了温轧工艺对再结晶织构及磁性能的作用机制。结果表明,在50~300℃范围内,随着轧制温度升高,动态应变时效行为增强,促进温轧板中剪切带的形成,弱化γ变形织构,增强α织构。优化温轧工艺后,Cube再结晶织构逐渐减弱,Goss再结晶织构逐渐增强,主要与剪切带处Goss晶粒形核显著增多有关。退火板的平均磁感值B50由1.72 T提升到1.75 T,但温轧会导致再结晶晶粒尺寸减小,使得铁损值增大。(3)通过热轧-冷轧工艺一体化调控变形组织和再结晶行为,基于特征组织演变规律提出了一种全{100}再结晶织构制备方法。研究表明,随着热轧压下率增大以及热轧温度降低,Fe-1.3%Si热轧板晶粒尺寸逐渐减小,冷轧组织中剪切带的比例逐渐减少。同时,α冷轧织构逐渐减弱,γ织构逐渐增强。铸带经900℃和55%压下率热轧时,冷轧板退火时{100}晶粒的形核与回复保留行为主导再结晶过程,形成完整的{100}织构,同时Goss织构明显弱化。其退火板30~75°方向的磁感值B50增加0.01~0.04 T,周向平均磁感值达到1.72 T,各向异性降低至2.4%,同时铁损P15/50减小到4.2 W/kg,各向异性为3.7%。(4)设计了预回复退火工艺和中间回复退火新工艺来优化{100}再结晶织构,阐明了回复退火工艺对再结晶织构的作用机制。结果表明,回复退火能够显著降低冷轧组织的变形储能,减小新晶粒吞并{100}变形组织的驱动力,从而加强再结晶过程中{100}变形组织的回复保留行为。采用回复退火工艺后,再结晶组织中200μm以上的Cube、{001}<120>和{001}<110>晶粒逐渐增多,{100}织构明显增强,Fe-3.0%Si钢最终退火板中{100}晶粒面积分数由14.6%提升到38.5%。但过长的回复退火会导致组织均匀性变差,同时增加非{100}取向退火组织的形成,对改善再结晶织构不利。(5)利用组织遗传性与剪切带控制技术制备了 0.20 mm厚高磁感、低铁损薄规格无取向硅钢,系统研究了全流程组织和织构演变规律。结果表明,铸带经单阶段91%压下率冷轧后,变形组织主要呈扁平状,内部剪切带较少,冷轧织构为强α和{111}<110>织构,退火后形成强{111}<112>和{223}110>织构。两阶段轧制有助于增加冷轧剪切带组织,同时增强{100}和Goss结构的保留,使得η再结晶织构显著增强,γ和α织构明显减弱。退火板铁损值P15/50最低为2.09 W/kg,同时磁感值B50达到1.72 T,比常规产品提升0.07T。