高硅钢薄带初次和二次再结晶的组织与织构研究

摘要

Fe-6.5wt％Si与普通硅钢相比，具有高的磁导率、高电阻率、近似为零的磁致伸缩系数，是理想的软磁材料。本文采用轧制法制备0.2mm～0.5mm厚度规格的高硅钢薄带，研究了高硅钢初次再结晶的织构优化控制和添加抑制剂后二次再结晶异常长大晶粒取向情况，并通过X射线衍射和电子背散射衍射(EBSD)技术分析了高硅钢薄带形变和初次再结晶织构的形成机制和演变规律。
　　热轧织构通过常化间接地影响冷轧织构，最终影响再结晶织构。热轧织构为强λ纤维织构，常化织构仍表现为强λ时，最终再结晶织构中λ纤维织构较强。
　　热轧板组织状态不同会影响后续的冷轧微结构，进而影响再结晶织构的形成及发展。常化晶粒尺寸较小时，冷轧变形过程中晶界协调性更高，更趋向于均匀变形，再结晶织构中λ纤维织构的强度明显增强，强度峰值位于{001}<310>;常化晶粒尺寸增大时，冷轧变形过程中不均匀性随之增大，η织构强度明显增强，强度峰值位于{210}<001>。
　　不同退火制度，再结晶晶织构类型相似，均为λ纤维织构和γ纤维织构。λ纤维织构强度最大值相近，均在{001}<410>附近，γ纤维织构的强度都较低。初次再结晶织构不强烈依赖最终退火制度，而是和轧制过程工艺参数紧密相关。
　　中间退火晶粒尺寸小，最终再结晶织构γ较强;中间晶粒尺寸增大，且剪切带数量增多，η再结晶织构增强，γ织构减弱。改变升温速率，η纤维织构的强度峰值均位于{210}<001>，且随着升温速率的增加，η织构略有降低，γ织构有所增强。
　　在单独以Cu2S为主要抑制剂的高硅钢中，Cu2S含量较低的样品中未观察到二次晶粒，且初次晶粒尺寸较大;Cu2S含量较高的样品中，观察到二次晶粒，但二次再结晶现象没有大范围出现。在Cu2S+NbC方案中，初次晶粒更加细小，慢升温过程中观察到明显二次晶粒，但二次晶粒出现频率极低。通过对二次长大晶粒进行取向分析，发现晶粒取向为有利的η取向。这说明，通过调控高硅钢高温退火前工艺参数，在添加抑制剂的情况下，个别η晶粒可以借助其在初次再结晶组织中的体积分数及尺寸优势发展成为二次晶粒。大范围的二次再结晶现象并未在整个高温退火过程中出现。原因主要在于组织和织构梯度的控制、抑制剂成分未达到二次再结晶发生的要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景

1．2．1 高硅钢的发展历史

1．2．2 国内高硅钢研究现状

1．3 高硅钢的性能

1．3．1 磁性

1．3．2 机械性能

1．3．3 脆性

1．3．4 合金元素对高硅钢塑韧性的影响

1．4 高硅钢制备技术

1．4．1 传统轧制工艺

1．4．2 快速凝固法

1．4．3 气相沉积法

1．4．4 熔盐电化学渗渡法

1．4．5 粉末轧制法

1．5 硅钢的织构

1．5．1 形变织构

1．5．2 初次再结晶织构

1．5．3 二次再结晶

1．6 本论文的研究目的和内容

第二章 实验材料与实验方法

2．1 高硅钢合金成分与制备过程

2．1．1 高硅钢合金成分

2．1．2 高硅钢薄带制备过程

2．2 测试手段

2．2．1 金相试样制备

2．2．2 晶粒尺寸的测量

2．2．3 宏观织构分析测试

2．2．4 微观织构EBSD取向测试

2．2．5 磁性能测试

第三章 高硅钢薄带λ再结晶织构研究

3．1 引言

3．2 材料和试验方法

3．3 热轧织构的影响

3．3．1 热轧显微组织及织构

3．3．2 热轧板常化显微组织及织构

3．3．3 冷轧显微组织及织构

3．3．4 再结晶显微组织及织构

3．3．5 不同热轧板对应的高硅钢薄带磁性能

3．4 热轧板状态的影响

3．4．1 常化显微组织及织构

3．4．2 冷轧显微组织及织构

3．4．3 再结晶显微组织及织构

3．4．4 不同热轧板状态对应的高硅钢薄带磁性能

3．5 退火工艺的影响

3．6 分析与讨论

3．6．1 热轧织构对冷轧织构的影响

3．6．2 热轧织构对再结晶织构的影响

3．6．3 热轧板状态对再结晶织构的影响

3．6．4 退火工艺对再结晶织构的影响

3．7 本章小结

第四章 高硅钢薄带η再结晶织构研究

4．1 引言

4．2 材料和试验方法

4．3 中间退火晶粒尺寸的影响

4．3．1 最终冷轧织构

4．3．2 再结晶织构

4．4 升温速率的影响

4．5 分析与讨论

4．5．1 中间退火晶粒尺寸的影响

4．5．2 慢升温速率的影响

4．6 本章小结

第五章 高硅钢添加抑制剂二次再结晶工艺探索

5．1 引言

5．2 实验材料与方法

5．3 实验结果

5．4 分析与讨论

5．5 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢