為了弄清楚硫元素在無取向硅鋼中的作用機理,結合工業(yè)化生產(chǎn)的0.25%Si硅鋼,探討了硫元素對鋼的顯微組織和電磁性能的影響。結果表明,鋼中的硫含量從0.001 9%增加至0.010 2%時,試樣的硫化物形貌、尺寸和數(shù)量發(fā)生了顯著變化。硫化物形貌依次表現(xiàn)為"膠囊形"→"橢球形"→"類球形",組成依次演變?yōu)?單個的MnS"→"復合的MnS+Cu_xS"→"單個的Cu_xS"。由于Cu_xS釘扎晶界和降低了晶粒長大擴散率,導致了0.010 2%S試樣出現(xiàn)了"細晶偏聚"和"島狀晶粒"現(xiàn)象,最終引起晶粒尺寸偏小且非均勻分布。總的來說,0.010 2%S試樣的磁感要優(yōu)于0.001 9%S試樣,但0.010 2%S試樣的鐵損要劣于0.001 9%S試樣。兩者鐵損中的渦流損耗差值基本恒定,但磁滯損耗的差值會隨著退火溫度的升高而出現(xiàn)增大,這是造成0.010 2%S試樣鐵損偏高的主導因素。 

【文章來源】：鋼鐵釩鈦. 2020,41(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

成品試樣中的夾雜物分布情況

進一步,采用TEM設備對1#、2#試樣的典型夾雜物進行觀察,借助設備自帶的EDS裝置確定夾雜物的組成,其形貌、尺寸和組成如圖2所示。結果表明,1#試樣中呈“膠囊形”的夾雜物是單個的MnS。因為1#試樣的硫含量較低,MnS的析出溫度也較低,在鋼液凝固末期就會析出。同時,由于連鑄冷速較慢,MnS的析出動力學條件好,故能大量析出MnS,經(jīng)過熱軋軋制之后會變形拉長[11]。呈“橢球形”的夾雜物,主要是復合的MnS + CuxS。其中,MnS是核心、外包CuxS。由于1#試樣的硫含量為0.001 9%,熱軋期間硫化物的固溶量少、析出時機推遲,因此,析出的MnS數(shù)量少、尺寸大,在粗軋和精軋過程中,仍有機會進一步變形長大,其長短軸之比約為1.25。在后續(xù)的熱軋軋制過程中,CuxS以MnS為核心復合析出[12]。2#試樣中呈“橢球形”的夾雜物,也主要是復合的MnS + CuxS。同樣,復合的MnS和CuxS以MnS為核心、外包CuxS。2#試樣的硫含量為0.010 2%,熱軋期間硫化物的固溶量多、析出時機早,先期析出的MnS數(shù)量多、尺寸小,在粗軋和精軋過程中不容易變形,長短軸之比約為1.05。在后續(xù)的熱軋軋制過程中,CuxS以MnS為核心復合析出。呈“類球形”的夾雜物主要是單個的CuxS[13]。這是因為,隨著熱軋鋼卷溫度不斷降低,試樣中[Cu][S]濃度積逐漸增加并最終超出平衡濃度,會自發(fā)析出單個的CuxS,這部分CuxS沒有經(jīng)過軋制變形,基本呈“類球形”出現(xiàn),而尺寸則明顯變小。這與Yashiki等人報道的結果,低溫階段的夾雜物以MnSiN2為主不盡相同[9]。原因是,該文獻沒有提及最終退火氣氛,并且試驗所用鋼中O、N含量普遍偏高。借助圖像分析軟件,統(tǒng)計了1#、2#試樣中0～1.0 μm夾雜物的數(shù)量及尺寸分布,結果如圖3所示。由圖3可知,1#試樣“膠囊形”的單個MnS和“橢球形”的復合MnS + CuxS,平均尺寸分別為0.71 μm和0.36 μm;2#試樣“橢球形”的復合MnS + CuxS和“類球形”的單個CuxS,平均尺寸分別為0.28 μm和0.07 μm。這說明,隨著硫含量的上升,熱軋軋制過程中硫化物的析出時機延長,硫化物的形貌依次表現(xiàn)為“膠囊形”→“橢球形”→“類球形”,尺寸不斷變小,數(shù)量不斷增加。其中,0～1.0 μm,2#試樣的硫化物總量約為1#試樣的2.1倍。兩者的主要差異是在0～0.2 μm,2#試樣的單個CuxS數(shù)量要遠多于1#試樣,前者幾乎為后者的6.1倍;在0.2～0.5 μm,2#試樣的復合MnS + CuxS數(shù)量只是略多于1#試樣,前者為后者的1.3倍;在0.5～0.8 μm,2#試樣的單個MnS數(shù)量則要低于1#試樣,前者為后者的0.5倍;0.8～1.0 μm,1#試樣、2#試樣的夾雜物為多元復合,數(shù)量很少,基本相當。

經(jīng)過750 ℃和900 ℃最終退火后,1#、2#試樣的顯微組織變化如圖4所示�？梢钥闯�,經(jīng)過750 ℃退火后,1#試樣的等軸晶粒形狀規(guī)則,尺寸相對均勻。圖4 連退溫度對成品試樣晶粒尺寸的影響

【參考文獻】：
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