硫元素對無取向硅鋼顯微組織和電磁性能的影響
發(fā)布時間：2021-02-17 20:44
為了弄清楚硫元素在無取向硅鋼中的作用機(jī)理,結(jié)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(jié)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(fù)合的MnS+CuxS"→"單個的CuxS"。由于CuxS釘扎晶界和降低了晶粒長大擴(kuò)散率,導(dǎo)致了0.010 2%S試樣出現(xiàn)了"細(xì)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�？偟膩碚f,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(dǎo)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(jìn)一步,采用TEM設(shè)備對1#、2#試樣的典型夾雜物進(jìn)行觀察,借助設(shè)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(jié)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(xué)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(fù)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(jī)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(jī)會進(jìn)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(fù)合析出[12]。2#試樣中呈“橢球形”的夾雜物,也主要是復(fù)合的MnS + CuxS。同樣,復(fù)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(jī)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(fù)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(jié)果,低溫階段的夾雜物以MnSiN2為主不盡相同[9]。原因是,該文獻(xiàn)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(jié)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(fù)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(fù)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(jī)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(yuǎn)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(fù)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(fù)合,數(shù)量很少,基本相當(dāng)。
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(xiàn)】：
期刊論文
[1]KR-BOF-RH-CC流程冶煉硅鋼的脫硫?qū)嵺`[J]. 張鄒華,呂繼平,官平平,王源. 鋼鐵釩鈦. 2015(04)
[2]硅鋼RH處理過程碳和硫行為分析[J]. 閆志偉,張霞,侯東濤,李振,陳澤民,楊吉林. 煉鋼. 2013(04)
[3]夾雜物對無取向硅鋼磁性能的影響[J]. 呂學(xué)鈞,張峰,王波,朱誠意,李光強(qiáng). 特殊鋼. 2012(04)
[4]Control of nonmetallic inclusions of non-oriented silicon steel sheets by the rare earth treatment[J]. ZHANG Feng1,2),MA Changsong2),WANG Bo2),ZHANG Peili2),MA Zhigang3) and ZHANG Yi4)1) Key Laboratory for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization of Ministry of Education,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China2) Silicon Steel Department,Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China3) Steelmaking Plant,Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China4) Analysis & Testing Center,Research Institute,Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China. Baosteel Technical Research. 2011(02)
[5]120t轉(zhuǎn)爐冶煉無取向硅鋼脫硫技術(shù)研究[J]. 吳明,李應(yīng)江. 鋼鐵. 2011(02)
[6]MnS在Ti-Al復(fù)合脫氧氧化物上的析出研究[J]. 楊成威,呂迺冰,卓曉軍,王新華,王萬軍. 鋼鐵. 2010(11)
[7]超低碳烘烤硬化鋼板的織構(gòu)[J]. 趙虎,康永林,劉光明,熊愛明. 鋼鐵研究學(xué)報. 2007(11)
本文編號：3038513
【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(jìn)一步,采用TEM設(shè)備對1#、2#試樣的典型夾雜物進(jìn)行觀察,借助設(shè)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(jié)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(xué)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(fù)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(jī)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(jī)會進(jìn)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(fù)合析出[12]。2#試樣中呈“橢球形”的夾雜物,也主要是復(fù)合的MnS + CuxS。同樣,復(fù)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(jī)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(fù)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(jié)果,低溫階段的夾雜物以MnSiN2為主不盡相同[9]。原因是,該文獻(xiàn)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(jié)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(fù)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(fù)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(jī)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(yuǎn)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(fù)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(fù)合,數(shù)量很少,基本相當(dāng)。
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(xiàn)】：
期刊論文
[1]KR-BOF-RH-CC流程冶煉硅鋼的脫硫?qū)嵺`[J]. 張鄒華,呂繼平,官平平,王源. 鋼鐵釩鈦. 2015(04)
[2]硅鋼RH處理過程碳和硫行為分析[J]. 閆志偉,張霞,侯東濤,李振,陳澤民,楊吉林. 煉鋼. 2013(04)
[3]夾雜物對無取向硅鋼磁性能的影響[J]. 呂學(xué)鈞,張峰,王波,朱誠意,李光強(qiáng). 特殊鋼. 2012(04)
[4]Control of nonmetallic inclusions of non-oriented silicon steel sheets by the rare earth treatment[J]. ZHANG Feng1,2),MA Changsong2),WANG Bo2),ZHANG Peili2),MA Zhigang3) and ZHANG Yi4)1) Key Laboratory for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization of Ministry of Education,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China2) Silicon Steel Department,Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China3) Steelmaking Plant,Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China4) Analysis & Testing Center,Research Institute,Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China. Baosteel Technical Research. 2011(02)
[5]120t轉(zhuǎn)爐冶煉無取向硅鋼脫硫技術(shù)研究[J]. 吳明,李應(yīng)江. 鋼鐵. 2011(02)
[6]MnS在Ti-Al復(fù)合脫氧氧化物上的析出研究[J]. 楊成威,呂迺冰,卓曉軍,王新華,王萬軍. 鋼鐵. 2010(11)
[7]超低碳烘烤硬化鋼板的織構(gòu)[J]. 趙虎,康永林,劉光明,熊愛明. 鋼鐵研究學(xué)報. 2007(11)
本文編號：3038513
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