【摘 要】
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取向硅钢具有单一的{110}高斯织构,沿轧制方向表现出高磁感和低铁损等特性,是一种不可或缺的重要软磁材料。其传统生产流程复杂、冗长,并且存在成本高、污染重的缺点。双辊薄带连铸技术是将亚快速凝固与加工变形融为一体的短流程、近终形板带成形工艺,可以降低取向硅钢的抑制剂调控难度,显著缩短工艺流程,降低生产成本。本文在实验室条件下,基于薄带连铸技术和超低碳的成分设计,在取消热轧和脱碳工序的情况下
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(50734001,51004035,51374002); 中央高校基本科研业务费种子项目(N120407009);
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取向硅钢具有单一的{110}<001>高斯织构,沿轧制方向表现出高磁感和低铁损等特性,是一种不可或缺的重要软磁材料。其传统生产流程复杂、冗长,并且存在成本高、污染重的缺点。双辊薄带连铸技术是将亚快速凝固与加工变形融为一体的短流程、近终形板带成形工艺,可以降低取向硅钢的抑制剂调控难度,显著缩短工艺流程,降低生产成本。本文在实验室条件下,基于薄带连铸技术和超低碳的成分设计,在取消热轧和脱碳工序的情况下,对比研究了常化温度和中间退火温度对取向硅钢的组织、织构及抑制剂演化规律的影响,制备出原型钢薄带,并且采用异步热轧与一阶段冷轧工艺相结合的方法试制了取向硅钢。研究工作的主要结论如下:不同常化温度下,抑制剂的析出状态不同,导致后续的加工硬化率和抑制作用不同,组织均匀性和织构分布状态有差异。无常化时,中间退火后粗大的{001}取向晶粒较多,Y取向和Goss取向晶粒较少,初次再结晶后粗大的{001}取向晶粒仍然存在,且抑制剂析出少,未能有效抑制晶粒长大,导致其组织均匀性较差,二次再结晶不完善。有常化时,随着常化温度提高,抑制剂析出数量增加,抑制能力强,加工硬化率提高,中间退火后{001}织构减弱,γ织构和Goss织构增强,其对应的冷轧、中间退火和初次再结晶组织均匀性更好,相应的二次再结晶也更完善。抑制剂成分为MnS和AlN,尺寸集中在10~30nm,常化温度高时抑制剂析出数量更多,粒子尺寸偏大。不同中间退火温度下,取向硅钢在中间退火阶段的再结晶率不同。随着中间退火温度提高,在一次冷轧后形成的Goss晶核以及γ变形织构的再结晶驱动力增强,同时{001}取向的粗大晶粒在变形后发生连续再结晶。因此,中间退火温度高时,Goss织构可以得到更好的发展,{001}取向的粗大晶粒发生断裂和分解,其对应的中间退火、冷轧及初次再结晶组织均匀性更好,二次再结晶也更完善。抑制剂成分为MnS和AlN,尺寸集中在10~30nm,中间退火温度越高,抑制剂析出数量越多,尺寸略有增加。在异步热轧与一阶段冷轧相结合的工艺条件下,随着热轧温度的提高,热轧剪切变形更剧烈,形成了更多的Goss织构,{001}取向的粗大晶粒有所减少。但由于异速比和压下量的限制,所有工艺条件下热轧阶段均未能有效消除{001}取向粗大晶粒,并且消耗了冷轧变形量,导致初次再结晶组织不均匀,最终没有发生二次再结晶。抑制剂主要为MnS析出,数量较少,随热轧温度提高,抑制剂析出数量和尺寸增加。上述结果和分析表明,初次再结晶组织均匀性是影响取向硅钢二次再结晶最重要的因素之一。本文均以粗大柱状晶铸带为原料,其中{001}取向的粗大晶粒十分稳定,在加工过程中很难加工硬化和再结晶,容易遗传到初次再结晶组织中,阻碍Goss晶粒发生二次再结晶。研究发现,提高常化温度和中间退火温度有助于改善组织均匀性并使二次再结晶更完善,采用异步热轧并适当提高热轧温度也可以在一定程度上减少粗大晶粒的影响,获得更多的Goss织构。因此,本研究为改进薄带连铸取向硅钢的工艺参数、获得更完善的组织性能控制方法提供了数据支撑,为继续深入研究薄带连铸取向硅钢的制备工艺奠定了基础。
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