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低牌号无取向硅钢的织构研究

作　者: 刘恭涛
导　师: 贾维平
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 无取向电工钢 CSP EBSD 织构
分类号: TG142.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无取向电工钢作为一种性能优异软磁合金,广泛应用于电力、电子、军事、磁性材料等领域,是国民经济发展不可缺少的重要金属功能材料。各种发电机和电动机铁芯均以无取向电工钢制造,由于这些大型设备能耗大,且长时间处于运转状态,提高其工作效率能产生明显的经济效益。电工钢的发展史其实就是降低铁损提高磁感的历史。电工钢制造工艺和设备复杂,成分控制严格,产品性能影响因素极多,国内外钢厂均将其申请专利加以保护。关于电工钢的研究成果鲜有系统的发表,因此结合工厂实际生产情况,系统性研究无取向电工钢在各工艺过程中的组织变化,研究无取向电工钢轧制过程和气氛热处理过程中的织构控制,具有非常重要的理论和实际意义。本文以工业大生产提供的热轧和冷轧无取向电工钢为原料,重点研究了热轧板退火(常化),冷轧和退火过程中织构的演变。研究内容分为四个部分,首先研究了低牌号热轧板50WR1300经气氛退火后的织构演变特点。其次研究了两种工艺无取向电工钢(传统工艺和CSP工艺)冷轧成品经带露点的气氛退火后,成品织构随气氛露点温度的演变规律。第三部分针对无取向电工钢在两种轧制方向下(平行于热轧方向和垂直于热轧方向),冷轧过程中各道次样品的织构演变进行EBSD研究,以及再结晶退火后织构演变的异同。最后研究了CSP工艺无取向电工钢50W600和50W800冷轧板从低温回复到高温退火全过程中的织构演变规律。热轧板的晶粒尺寸和原始织构会对后续的成品产生明显的影响,通过50WR1300的气氛退火实验和织构分析,发现50WR1300的平均晶粒尺寸随退火气氛中氢气含量的提高而变大,随着退火气氛中氢气含量的增加,50WR1300的γ纤维织构减弱,α纤维织构增强。冷轧板的露点气氛退火实验表明,无取向电工钢经露点气氛退火后均发生了晶粒长大。四种牌号无取向电工钢露点气氛退火后的表层织构均为γ纤维织构。T600的表层织构随退火气氛露点的增加先减弱再增强,在d.p.=30℃时,γ纤维织构含量最低。T800的主织构随气氛露点的升高为先减弱再增强,在d.p.=45℃时,γ纤维织构达最低水平。C600的表层织构随退火气氛露点的增加先增强再减弱,在d.p.=45℃时,γ纤维织构含量最高。C800织构的变化是减弱再增强,而在d.p.=60℃时,{111}<112>织构组分含量极大提高。无取向电工钢的冷轧实验和数据分析表明:两种工艺电工钢经两种不同方向冷轧,冷轧组织均为拉长和压扁的纤维状铁素体形变组织。T800和C800平行于热轧方向冷轧,冷轧织构主要为{112}<110>取向,冷轧织构演变路径主要为:{111}<112>→{111}<110>→{223}<110>→{112}<110>。C800垂直于热轧方向冷轧时,表面层主织构随压下率增大的演变路径为:{110}<001>→{554}<225>→{111}<112>→{111}<110>→{112}<110>。两种工艺电工钢经两种不同方向冷轧,冷轧总压下率在75%到80%之间,最终冷轧织构的稳定位向均为{112}<110>。无取向电工钢的退火实验表明:C600和C800小于500℃退火后织构特征为典型的冷轧织构,在600℃退火时发生了部分再结晶。在晶粒长大阶段,C600的晶粒长大速度快于C800,且长大速度随温度升高而提高。C600和C800冷轧板再结晶时的织构变化路径为:{001}<110>→{225}<110>→{112}<110>→{111} <110>→{111}<112>。C600和C800冷轧板的再结晶织构均为γ纤维织构,在小于850℃退火时,γ纤维织构随退火温度升高而增强,大于850℃退火时,γ纤维织构随退火温度升高而减弱。

全文目录

中文摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1. 文献综述  10-21
  1.1 电工钢的发展历程  10
  1.2 电工钢的性能要求和影响因素  10-13
    1.2.1 电工钢的性能要求  10-12
    1.2.2 影响无取向电工钢磁性能的因素  12-13
  1.3 冷轧无取向电工钢的现行生产工艺  13-14
  1.4 冷轧无取向电工钢的发展趋势  14-15
    1.4.1 简化工序  14
    1.4.2 利用薄板坯连铸连轧工艺生产电工钢  14-15
    1.4.3 薄带铸轧生产电工钢工艺  15
    1.4.4 无取向电工钢的工艺进展  15
  1.5 冷轧无取向电工钢的织构  15-17
  1.6 薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢  17-19
    1.6.1 薄板坯与厚板坯生产无取向电工钢的对比  17
    1.6.2 薄板坯连铸连轧工艺生产电工钢的优势  17-19
  1.7 本论文的研究意义和研究内容  19-21
2. 50WR1300 气氛热处理后的组织与织构演变  21-31
  2.1 实验材料及方案  21-23
    2.1.1 实验材料  21
    2.1.2 实验方案  21-22
    2.1.3 实验测试方法和设备  22-23
  2.2 50WR1300 气氛退火处理后的光学组织  23-24
  2.3 50WR1300 气氛退火处理后的织构特征  24-29
    2.3.1 普通气氛热处理对50WR1300 织构的影响  24-27
    2.3.2 50WR1300 露点气氛退火处理后的织构特征  27-28
    2.3.3 50WR1300 普通气氛退火处理与露点气氛退火的对比分析  28-29
  2.4 本章小结  29-31
3. 气氛热处理对无取向电工钢组织与织构的影响  31-58
  3.1 实验材料及方案  31-32
    3.1.1 实验材料  31-32
    3.1.2 实验方案  32
  3.2 无取向电工钢气氛热处理后的金相组织  32-37
  3.3 传统工艺电工钢露点气氛退火后的织构特征  37-47
    3.3.1 T600 露点气氛退火后的织构特征  37-44
    3.3.2 T800 露点气氛退火后的织构特征  44-47
  3.4 CSP 工艺电工钢露点气氛退火后的织构特征  47-55
    3.4.1 C600 露点气氛退火后的织构特征  47-51
    3.4.2 C800 露点气氛退火后的织构特征  51-55
  3.5 不同工艺电工钢露点气氛退火后的织构特征对比分析  55-56
  3.6 本章小结  56-58
4. 轧制方向对50W800 组织与织构的影响  58-85
  4.1 实验材料  58
  4.2 实验方案  58-60
    4.2.1 热轧  58-59
    4.2.2 冷轧  59
    4.2.3 再结晶退火  59-60
    4.2.4 组织观察及织构检测  60
  4.3 50W800 热轧板的显微组织和织构特征  60-62
    4.3.1 传统工艺流程T800 和CSP 工艺流程C800 热轧板显微组织  60-61
    4.3.2 传统工艺流程T800 和CSP 工艺流程C800 热轧板织构特征  61-62
  4.4 50W800 不同方向冷轧显微组织和织构特征  62-76
    4.4.1 传统工艺流程T800 的冷轧显微组织  62-65
    4.4.2 CSP 工艺流程C800 的冷轧显微组织  65-68
    4.4.3 传统工艺流程T800 的冷轧织构特征  68-72
    4.4.4 CSP 工艺流程C800 的冷轧织构特征  72-76
  4.5 50W800 不同方向冷轧再结晶后的显微组织和织构特征  76-80
    4.5.1 50W800 沿不同方向冷轧再结晶后的显微组织  76-77
    4.5.2 T800 沿不同方向冷轧再结晶后的织构特征  77-78
    4.5.3 C800 沿不同方向冷轧再结晶后的织构特征  78-80
    4.5.4 两种工艺电工钢沿不同方向冷轧再结晶后的织构对比分析  80
  4.6 C800 中心层的织构演变  80-83
    4.6.1 C800 热轧板的中心层织构特征  81
    4.6.2 C800 冷轧板的中心层织构特征  81-82
    4.6.3 C800 再结晶退火后中心层织构特征  82-83
  4.7 本章小结  83-85
5. 退火温度对无取向电工钢组织和织构的影响  85-101
  5.1 实验材料  85
  5.2 实验方案  85
  5.3 无取向电工钢冷轧板退火后的组织观察  85-90
    5.3.1 C600 冷轧板退火后的组织特征  85-88
    5.3.2 C800 冷轧板退火后的组织特征  88-90
  5.4 无取向电工钢冷轧板退火后的织构特征  90-100
    5.4.1 C600 冷轧板退火后的织构特征  91-96
    5.4.2 C800 冷轧板退火后的织构特征  96-100
  5.5 本章小结  100-101
6. 结论  101-103
7. 下一步工作展望  103-104
参考文献  104-107
致谢  107

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