【摘要】：取向硅鋼是一種要求具有單一高斯織構(gòu)({110}001)的軟磁材料,沿軋制方向表現(xiàn)出高磁感、低鐵損等特性,非常適于制備變壓器鐵芯。取向硅鋼的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程一般分為高溫加熱和低溫加熱兩種工藝。高溫加熱工藝對制造設(shè)備要求苛刻、成材率低、能耗大、成本高；低溫加熱工藝則對滲氮工序要求苛刻,滲氮的均勻性直接決定了磁性能的優(yōu)劣。兩種工藝流程的共性問題是工序冗長,生產(chǎn)難度大,周期長,成本高。雙輥薄帶連鑄是一種具有短流程、近終形優(yōu)勢的前沿新技術(shù),適于制備某些難變形、性能要求特殊的材料如取向硅鋼。但是,由于取向硅鋼制備技術(shù)保密性強(qiáng),所以,在薄帶連鑄取向硅鋼制備工藝及組織演變研究方面鮮有報道。本研究在實驗室條件下采用薄帶連鑄技術(shù)制備出具有細(xì)小等軸晶組織的鑄帶坯和具有粗大柱狀晶組織的鑄帶坯。以此為原料,分別探索研究了一步冷軋法和兩步冷軋法制備取向硅鋼的工藝流程。另外,還探索研究了異步熱軋對取向硅鋼組織及織構(gòu)演變的影響。利用金相顯微技術(shù)、X射線衍射技術(shù)、電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)系統(tǒng)了研究了組織及織構(gòu)的演變行為,利用透射電鏡(TEM)和電子探針(EPMA)技術(shù)研究了抑制劑演變行為。本文最大的貢獻(xiàn)是首次在國內(nèi)基于雙輥薄帶連鑄技術(shù)成功開發(fā)出制備取向硅鋼的工藝流程,證明了采用薄帶連鑄技術(shù)制備取向硅鋼是可行的。采用薄帶連鑄技術(shù)制備了初始組織分別為細(xì)小等軸晶和粗大柱狀晶的取向硅鋼鑄帶,厚度為3.0-4.0rmm。針對細(xì)小等軸晶鑄帶,設(shè)計了一步冷軋制備工藝,產(chǎn)品厚度為0.27mm,磁感(B8)為1.94T,針對粗大柱狀晶鑄帶坯設(shè)計了兩階段冷軋加中間退火的制備工藝,產(chǎn)品厚度為0.23mm,磁感(B8)為1.84T。一步冷軋工藝流程條件下,在鑄帶坯中就可以獲得高斯晶粒。冷軋組織中剪切帶較少,冷軋織構(gòu)中0c纖維最強(qiáng),γ纖維織構(gòu)次強(qiáng),其中γ纖維織構(gòu)集中在{111}110組分；脫碳退火后主要織構(gòu)為γ纖維織構(gòu)(主要組分為{111}112),次強(qiáng)織構(gòu)為沿法向旋轉(zhuǎn)近20。的偏轉(zhuǎn)α纖維織構(gòu)(主要組分為{114}148)。兩步冷軋工藝流程條件下,一次冷軋組織中剪切帶明顯,冷軋織構(gòu)中儀纖維最強(qiáng),γ纖維織構(gòu)次強(qiáng)(主要組分{111}110),中間退火后織構(gòu)過渡到以{111}112為峰值的Y纖維織構(gòu)以及以{114}148為峰值的偏轉(zhuǎn)a纖維織構(gòu)；二次冷軋后γ纖維織構(gòu)顯著增強(qiáng),逐漸向{111}112組分過渡,α纖維織構(gòu)減弱；脫碳退火后0[纖維織構(gòu)基本消失,形成了完善的各組分強(qiáng)度相當(dāng)?shù)摩美w維織構(gòu)。以細(xì)小等軸晶組織的鑄帶坯為原料,采用一步冷軋法時,初次再結(jié)晶晶粒尺寸可以控制在13.9μm；以粗大柱狀晶組織的鑄帶坯為原料,采用兩步冷軋法時,初次再結(jié)晶晶粒尺寸可以控制在10.3μm。鑄帶坯冷速快,可有效抑制析出相的形成,保證Mn、S多以固溶狀態(tài)存在基體中,使鑄帶坯中僅形成少量的粗大MnTiS復(fù)合析出物。這為后續(xù)加工過程的抑制劑調(diào)控提供了便利。在兩種工藝流程條件下,發(fā)現(xiàn)抑制劑MnS均主要在熱軋和常化過程中沿晶界或位錯位置析出。大多數(shù)粒子的尺寸可控制在30～50nm,且分布較彌散。在脫碳退火過程中可有效抑制初次再結(jié)晶晶粒的長大,滿足二次再結(jié)晶的需要。異步熱軋對熱軋組織及織構(gòu)演變具有顯著影響：異步熱軋可明顯細(xì)化組織,強(qiáng)化高斯織構(gòu),且異步快速輥側(cè)較慢速輥側(cè)更加明顯,使高斯取向晶�？尚纬捎跓彳埌逍牟�。本文在實驗室條件下成功試制0.27mm高磁感取向硅鋼和0.23mm普通取向硅鋼原型鋼,同時提供了取向硅鋼組織、織構(gòu)及析出物等相關(guān)數(shù)據(jù),為以后深入研究制備工藝及組織演變規(guī)律,最終實現(xiàn)薄帶連鑄取向硅鋼工業(yè)化生產(chǎn),并形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的薄帶連鑄核心技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG335;TG142.1

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本文編號：2513880