热轧条件下Nb对取向硅钢中抑制剂析出行为的影响

摘要

取向硅钢Hi-B钢是一种性能高的硅钢片，它拥有低的铁损、高的磁感应强度一般运用在超高压领域。由于以MnS+AlN为抑制剂的传统Hi-B钢采用高温铸坯加热技术，导致产品成材率低和制造成本高等缺点，为了实现低温铸坯加热生产取向硅钢，国内外学者对其它第二相粒子作为抑制剂的可行性进行研究，这也是目前钢铁行业研发的新热点。
　　本文针对不同Nb、Als含量的含Sn硅钢，采用热力学计算软件研究Nb含量对Nb析出物的固溶-析出影响，采用中试生产模拟低温热轧过程，并对产品的断面组织，热轧织构的分布和析出物进行观察分析。以验证Nb第二相粒子析出热力学规律。
　　研究的主要结果如下:
　　(1)运用Thermo-Calc热力学软件计算，分析了取向硅钢中析出物的形成机理以及析出物的全固溶温度。Nb(C，N)全固溶温度是1227℃，AlN全固溶温度是1094℃，MnS全固溶温度是1158℃，Si3N4全固溶温度是846℃。实验最早析出Nb(C，N)，然后析出MnS，最后AlN、Si3N4析出，实验钢平衡相析出温度之间的关系都为Nb(C，N)＞MnS＞AlN＞Si3N4。研究结果表明，含Nb实验硅钢在一定程度上可以满足1250℃低温取向硅钢对抑制剂的要求。
　　(2)采用中试生产模拟轧制观察分析含Nb低温取向硅钢中显微组织的分布情况。表层为细晶组织，次表层为尺寸略大的铁素体晶粒，中心区域由相对较大的变形晶粒组成。测量晶粒平均尺寸，当Als含量相同时，随着Nb含量的增加热轧表层晶粒尺寸会变小，次表层晶粒尺寸会变大;当Nb含量相同时，随着Als含量增加热轧表层晶粒尺寸会变大，次表层晶粒尺寸会变大。
　　(3)对取向硅钢热轧板中析出物的特点和析出行为进行碳膜二次复型析出物观察。含Nb取向硅钢热轧板中析出物的形貌有球型、方块型、不规则型，主要由Nb(C，N)、MnS、AlN复合物组成。当Als含量相同时，随着Nb含量的增加析出物尺寸会变小，析出数量会变多;当Nb含量相同时，随着Als含量增加析出物尺寸会变大，析出数量会变少。
　　(4)试样进行EBSD分析。当提高Nb含量时，第二相粒子的晶粒尺寸会变小，所占体积分数会变大，对后续初次再结晶晶粒长大的抑制力也会相应的变大;在低温时2＃高Nb试样Goss织构{110}<001>的含量会比1＃低Nb试样更高、位向更精确，并且会产生更多细小弥散的辅助抑制剂和更强的高斯织构。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 取向硅钢的基本理论原理

1．1．1 取向硅钢的生产流程

1．1．2 取向硅钢的基本知识

1．1．3 高磁感取向硅钢的理论原理

1．1．4 AlN抑制剂在钢中的固溶

1．1．5 Nb(C，N)在取向硅钢中的析出

1．1．6 第二相粒子在取向硅钢中的固溶

1．2 元素化学成分对取向硅钢磁性能的影响

1．2．1 元素Nb对取向硅钢析出相的影响

1．2．2 元素Als对取向硅钢的影响

1．2．3 元素Sn对取向硅钢的影响

1．2．4 元素Cr对取向硅钢的影响

1．2．5 元素Mn和S对取向硅钢的影响

1．3 热轧工艺

1．4 国内研究现状

1．4．1 热轧织构研究

1．4．2 取向硅钢抑制剂的研究

1．5 国外研究现状

1．5．1 热轧织构研究

1．5．2 取向硅钢抑制剂的研究

1．6 课题研究的意义及内容

1．6．1 研究意义

1．6．2 研究内容

第2章 析出热力学分析

2．1 取向硅钢抑制剂成分设计

2．2 第二相粒子在奥氏体中固溶度积计算

2．3 第二相粒子在铁素体中固溶度积计算

2．3．2 其它各相在铁索体中的溶度积

2．4 第二相粒子Thermo-Calc热力学分析

2．4．1 二元相图计算结果及分析

2．4．2 析出相成分分析

2．5 本章结论

第3章 Nb对取向硅钢热轧板中析出行为的影响

3．1 试样的制备及测试方法

3．1．1 热轧板的中试生产

3．1．2 试样的制备及观察

3．2 实验结果分析与讨论

3．2．1 取向硅钢热轧板组织分析

3．2．2 热轧显微组织结果分析与讨论

3．2．3 取向硅钢中析出物形貌与组成分析

3．2．4 析出结果分析与讨论

3．3 本章小结

第4章 含Nb低温取向硅钢热轧板织构及析出分析

4．1 实验材料与方法

4．2 实验结果分析与讨论

4．2．1 热轧板取向成像图

4．3．2 热轧板取向分布函数截面图(ODF)

4．3．3 实验钢边部析出物形貌与组成分析

4．4 本章小结

第5章 结论

致谢

参考文献

附录