加工晶粒取向硅鋼前提條件是高清潔度。對(duì)含鋁鋼而言,這一點(diǎn)尤為突出,含鋁鋼有鋁夾雜物并有內(nèi)部氧化的危害性。Si含量大于2.15%純鐵是完全鐵素體,由于無(wú)相變應(yīng)力因而有利于控制晶體學(xué)織構(gòu)。但是,更高碳(奧氏體穩(wěn)定元素)含量的硅鋼可能在大約1100℃含一定量的奧氏體,因?yàn)樵?100℃是α+γ兩相區(qū)。因此,應(yīng)該避免碳含量大于0.05%。此外,高的熱軋溫度有助于完成鐵素體區(qū)的熱軋變形。進(jìn)一步說(shuō),Mn含量維持在0.06%~0.08%這樣低的水平,會(huì)形成Mn-O-S偶極簇,促進(jìn)緩慢的一次再結(jié)晶。
晶粒取向硅鋼的加工過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,完成煉鋼和連鑄后典型工藝路線如下所示。為最大化高斯織構(gòu)組分,不同的冷軋規(guī)程和退火工藝不可少。典型的熱處理是高溫退火,它是最重要的二次再結(jié)晶過(guò)程工業(yè)應(yīng)用。二次再結(jié)晶與少數(shù)晶界脫離釘扎點(diǎn)的能力有關(guān)。在一次再結(jié)晶的工藝過(guò)程中,當(dāng)晶粒長(zhǎng)大被抑制時(shí)就能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)的高斯織構(gòu),這可通過(guò)引入能釘扎晶界的顆粒來(lái)實(shí)現(xiàn)。綜上所述,目標(biāo)是獲得高體積分?jǐn)?shù)且均勻分布的顆粒,即“抑制相”。獲得所需顆粒分布的一種途徑是利用板坯均熱過(guò)程中顆粒溶解及熱軋過(guò)程中再析出。有許多具有這種作用的化合物,其中MnS和AlN最突出。但是,為了能讓二次再結(jié)晶過(guò)程發(fā)生,這些顆粒必須被清除(再次溶解),或者至少顯著地粗化。由于這類顆粒將也會(huì)抑制疇避運(yùn)動(dòng),從而引起更大的鐵損。顆粒清除有雙重正面作用。
為了檢查熱帶的退火處理(‘常化’)的作用,終軋溫度1000℃后溫水淬火試樣在950℃退火6~9min,隨后空冷。熱軋?jiān)嚇硬捎脙煞N不同的冷軋規(guī)程進(jìn)行冷軋。
1.在帶有中間再結(jié)晶處理的二階段冷軋規(guī)程中,第一變形階段將試樣軋到2~0.7mm厚:隨后的一次再結(jié)晶中間退火采用的退火溫度為800℃,920℃或1050℃,10種不同的退火時(shí)間從5s到1.5h范圍內(nèi)變化。這些試樣剪切成尺寸為0.7×30×75mm,隨后在第二階段冷軋過(guò)程中厚度從0.7mm軋到0.35mm。接下來(lái)試樣在880℃的H2中脫碳處理30min,隨后立即進(jìn)行二次再結(jié)晶的高溫退火,退火溫度900℃,1000℃或1150℃,退火時(shí)間為2h,4h或6h。
為了確定冷軋壓下率對(duì)織構(gòu)的影響,幾個(gè)0.7mm厚試樣在920C退火5min后,除了前面提到的50%壓下率,還分別采用40%,56%或64%的壓下率進(jìn)行冷軋,隨后采用上述退火工藝進(jìn)行最終的二次再結(jié)晶退火處理,退火溫度1150℃,退火時(shí)間6min。
2.最終厚度為0.35mm的的薄板采用一步冷軋規(guī)程加工。對(duì)本研究,7mm板分別熱軋成1.7mm,2.3mm和3.15mm,因此冷軋壓下率從80%到85%到90%。所有這些試樣也在1150℃進(jìn)行6h的二次再結(jié)晶處理。
研究涉及到夾雜物的識(shí)別以及整個(gè)加工過(guò)程中微觀組織和織構(gòu)的演變。用反射法確定織構(gòu),不同織構(gòu)的體積分?jǐn)?shù)由反極圖測(cè)量。此外,扭矩測(cè)量法來(lái)確認(rèn)這些結(jié)果。為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)室研究得到的“變壓器薄板”的鐵損,采用的感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5T,1.0T和1.5T,使用單塊樣品,30mm寬,180mm長(zhǎng),所得結(jié)果與工業(yè)生產(chǎn)鋼作了對(duì)比。