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双辊铸轧3%Si无取向硅钢薄带组织、织构的演变规律

作　者: 张婷
导　师: 张晓明
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 双辊铸轧无取向硅钢组织析出物织构
分类号: TF777
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

双辊薄带连铸技术是一项生产薄带钢的前沿技术,它是将钢液浇铸在两个反向旋转的水冷结晶辊之间,直接生产出厚度小于10mm的薄带钢。该工艺可降低成本、节约能源、减小污染,是近年来各国冶金界科研工作者研究的热点。双辊薄带连铸集“铸”和“轧”于一体,具有快速凝固的特点,该技术用于生产硅钢具有巨大的开发潜力,但目前还没有应用于工业生产的报道。因此,开展双辊薄带连铸硅钢工艺、组织、织构和性能研究具有重要的理论和实际意义。本文采用双辊法对自行设计的3%Si无取向硅钢进行了连铸实验,利用OM、SEM、X-ray、TEM等手段对在不同状态下薄带的组织、析出物和织构进行了检测,通过对薄带的组织和织构的特点进行分析,取得如下研究结果：(1)双辊连铸3%Si无取向硅钢薄带铸态组织为均匀的等轴晶粒,大小约3001μm,晶界平直。织构沿厚度方向的分布具有层次性,表层织构以{111}<110>占优,1/4层以{100}织构为主,中心层为随机织构。铸带中存在A1N和MnS析出,形状和尺寸均不利于成品的磁性能；(2)铸带经热平整和常化后的组织特征分析表明,900℃热平整时,当压下量为8%时,在1000℃常化5min后,薄带仍保持铸态时的组织不变,延长常化时间至10min时,铸带次表层晶粒显著长大,而将铸带直接在950℃保温20min时,同样会出现次表层晶粒尺寸增大的现象；当压下量增大到16%时,薄带中已有部分剪切带存在,再经1000℃×5min常化后,薄带中出现一些细小的再结晶晶粒,破坏了铸态组织的优越性,不利于最终磁性能的提高。这些经验为冷轧前薄带组织的优化提供了依据；(3)退火前的冷轧薄带表层织构以α线上靠近{100}取向的晶粒强度最高,γ织构接近随机分布,1/4层以α、γ织构为主,{100}<110>织构在表层和1/4层均有分布,强度仅次于α、γ织构；(4)在实验工艺下各试样的磁性能均在1100℃退火后达到最佳,高于传统工艺的最佳温度。1150℃退火时,各试样组织均匀性变差,此时,组织中的大多数析出物尺寸增大到0.5μm以上,且数量增多。随退火温度的升高,试样表层各组分织构强度降低,各组分取向体积分数也有所下降,1/4层处重要取向强度降低,但在1150℃以前各取向附近的体积分数几乎没有变化。上述研究结果不仅给出了3%Si无取向硅钢薄带组织、织构的演变规律,而且对该成分无取向硅钢薄带制备工艺的优化和磁性能的改善提供了依据,同时也为其他成分无取向硅钢薄带的制备指明了方向。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-11
第1章绪论  11-25
  1.1 薄带连铸技术  11-12
  1.2 双辊薄带连铸技术的现状及优势  12-14
    1.2.1 双辊薄带连铸技术的现状  12-13
    1.2.2 双辊薄带连铸技术优势  13-14
  1.3 硅钢概况及其发展趋势  14-20
    1.3.1 硅钢的分类  15
    1.3.2 硅钢的性能要求及影响因素  15-17
    1.3.3 硅钢的发展趋势  17-20
  1.4 双辊薄带连铸硅钢的研究现状  20-21
  1.5 本研究的背景、目的和意义  21-22
  1.6 本研究的主要内容  22-25
第2章 3%Si无取向硅钢薄带的制备  25-43
  2.1 连铸硅钢化学成份设计  25-26
  2.2 冶炼和薄带连铸系统  26-30
    2.2.1 真空冶炼炉  27-29
    2.2.2 双辊连铸机  29-30
  2.3 连铸薄带的组织及微观晶粒取向特征  30-36
    2.3.1 连铸薄带质量分析  30-31
    2.3.2 铸带的组织特征及微观晶粒取向分析  31-36
  2.4 连铸薄带的织构特征  36-41
    2.4.1 连铸薄带ODF图分析  37-39
    2.4.2 连铸薄带特征取向线分析  39-41
  2.5 本章小结  41-43
第3章热平整及轧制过程中薄带组织和织构特征  43-51
  3.1 热平整薄带的组织及晶粒取向分析  43-46
    3.1.1 热平整薄带及常化后的组织分析  43-45
    3.1.2 热轧薄带常化后微观晶粒取向分析  45-46
  3.2 冷轧过程中薄带的组织及织构分析  46-50
    3.2.1 冷轧薄带的组织分析  46-47
    3.2.2 冷轧薄带的ODF图分析  47-48
    3.2.3 冷轧薄带的特征取向线分析  48-50
  3.3 本章小结  50-51
第4章退火后的组织、织构及磁性能分析  51-75
  4.1 退火组织及析出物分析  52-57
    4.1.1 退火组织分析  52-55
    4.1.2 退火析出物分析  55-57
  4.2 退火试样的微观晶粒取向分析  57-61
    4.2.1 不同轧制工艺的试样退火后微观晶粒取向分析  57-60
    4.2.2 不同退火工艺试样的微观晶粒取向分析  60-61
  4.3 退火试样ODF图分析  61-64
    4.3.1 不同轧制工艺的试样退火后ODF图分析  62-63
    4.3.2 不同退火工艺试样的ODF图分析  63-64
  4.4 退火后试样的特征织构分析  64-70
    4.4.1 特征取向线  64-66
    4.4.2 特征织构  66-70
  4.5 退火试样的磁性能分析  70-73
  4.6 本章小结  73-75
第5章结论  75-77
参考文献  77-82
致谢  82

双辊铸轧3%Si无取向硅钢薄带组织、织构的演变规律

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