本文選題：高硅鋼　切入點：扁錠　出處：《北京科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：與傳統(tǒng)硅鋼片相比,6.5%Si高硅鋼在高頻范圍內(nèi)磁化時具有鐵損低、導(dǎo)磁率高、磁致伸縮幾乎為零等特點。而且使用頻率越高,材料的磁性能越突出,因此高硅鋼被認為是下一代最具有應(yīng)用前景的軟磁材料。然而,隨著Si含量的增加,高硅鋼變得又脆又硬,很難采用傳統(tǒng)工藝進行制造。目前限制高硅鋼采用傳統(tǒng)工藝進行制造的一個重要原因是難以獲得質(zhì)量優(yōu)良的大尺寸鑄錠,尤其是大尺寸的扁錠。高硅鋼鑄錠的凝固組織中,晶粒粗大、柱狀晶發(fā)達,而且高硅鋼在800℃以下有序相逐漸產(chǎn)生,導(dǎo)致其在鑄造過程中極易產(chǎn)生裂紋等缺陷。因此,研究高硅鋼大尺寸扁錠凝固組織及相結(jié)構(gòu)的形成機理與演變規(guī)律,使其滿足后續(xù)軋制工藝的需求,具有重要的理論和實際意義。本論文首先通過有限元(FE)耦合元胞自動機(CA)的方法建立了適用于6.5%Si高硅鋼大尺寸扁錠的凝固模型,應(yīng)用模型對高硅鋼大尺寸扁錠的凝固行為以及影響扁錠凝固組織的主要因素進行了系統(tǒng)地研究,并通過實驗結(jié)果對模型進行了校正。隨后,利用該模型對高硅鋼大尺寸扁錠鑄造過程中出現(xiàn)的問題進行分析,并提出了高硅鋼大尺寸扁錠鑄造工藝的改進方案,最終鑄造出了質(zhì)量優(yōu)良的高硅鋼大尺寸扁錠。采用免鍛造、直接熱軋的制造工藝成功地制備出了大寬幅、板型良好的6.5%Si高硅鋼熱軋板。高硅鋼大尺寸扁錠凝固機理的研究發(fā)現(xiàn),空冷扁錠中晶粒異常粗大,粗大的凝固組織是導(dǎo)致高硅鋼在鑄造過程中產(chǎn)生開裂的重要原因之一。而緩冷扁錠由近100%的等軸晶晶粒構(gòu)成,且晶粒尺寸細小。添加稀土元素La和Ce可以有效改善高硅鋼扁錠的凝固組織。高硅鋼組織及織構(gòu)演變規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn),高硅鋼組織及織構(gòu)在熱軋過程中發(fā)生了明顯的分層現(xiàn)象,表層晶粒因動態(tài)再結(jié)晶而逐漸細化,心部晶粒沿軋向逐漸拉長;高硅鋼晶粒在熱軋過程中逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)動,近表層晶粒逐漸演變?yōu)閧011}100高斯織構(gòu),心部晶粒逐漸演變?yōu)閧100}011旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)。隨后對高硅鋼組織及織構(gòu)在熱軋過程中產(chǎn)生分層現(xiàn)象的原因進行了分析和討論。高硅鋼有序相的研究發(fā)現(xiàn),DSC方法測得的A2-B2有序相轉(zhuǎn)變溫度為754℃,B2-D03有序相的轉(zhuǎn)變溫度約為582℃;有序相尺寸及有序度在扁錠厚度方向上呈梯度分布,有序相形成及長大主要受熱力學(xué)條件影響。冷卻強度對B2有序相轉(zhuǎn)變的影響較小,對D03有序相轉(zhuǎn)變的影響較大。此外,在有序相的形成過程中稀土元素La和Ce會影響近鄰原子的重新排列,進而破壞長程有序結(jié)構(gòu)。高硅鋼在熱軋過程中,高密度位錯造成晶格畸變和原子錯排,阻礙有序結(jié)構(gòu)的形成。力學(xué)性能研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管緩冷態(tài)高硅鋼試樣中有序相含量較高,但其力學(xué)性能明顯優(yōu)于空冷態(tài)高硅鋼試樣,由此得出,高硅鋼扁錠的中溫力學(xué)性能主要由鑄錠的凝固組織決定,而并非有序相含量。
[Abstract]:Compared with the traditional silicon steel sheet, the 6.5Si high silicon steel has the characteristics of low iron loss, high magnetic conductivity and almost zero magnetostriction when magnetized in the high frequency range. The higher the frequency of use, the more outstanding the magnetic properties of the material are. Therefore, high silicon steel is considered to be the most promising soft magnetic material for the next generation. However, with the increase of Si content, high silicon steel becomes brittle and hard. It is very difficult to manufacture by traditional technology. At present, one of the important reasons for restricting the manufacture of high silicon steel by traditional process is that it is difficult to obtain large size ingot of good quality, especially large size flat ingot. In the solidification structure of high silicon steel ingot, The coarse grain and columnar crystal are developed, and the ordered phase of high silicon steel is gradually produced below 800 鈩，

本文編號：1563375