双辊薄带连铸4.5wt.%Si钢再结晶织构及制备工艺优化研究
发布时间：2021-01-16 11:01
双辊薄带连铸技术是一项先进的钢铁生产技术。它是将快速凝固以及轧制工艺同步进行,直接生产小于6mm的铸带。近年来,双辊薄带连铸已应用于无取向硅钢的制造。这项新技术,可以将制备流程缩短30%以上,能源消耗及有害气体排放减少25%以上,是各国钢铁企业以及科研学者研究的重点。本文以制备高磁导率、低铁损的无取向硅钢为目标,设计并连铸了4.5wt.%Si无取向硅钢薄带,利用金相显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）以及电子背散射衍射（EBSD）技术对冷轧过程中的金相组织、微观织构以及宏观织构的演变进行了检测分析,并对其再结晶行为以及形核理论进行了探索。论文的研究结果包括:（1）研究了一步轧制和两步轧制工艺,讨论了不同轧制工艺对4.5wt.%Si无取向硅钢的组织、织构演变以及力学性能和磁性能的影响。一步冷轧后的无取向硅钢,可得到典型的冷轧组织。最大的织构强度位于Goss取向处,而不利的织构分量所占比例很高。两步冷轧极大地改变了组织和织构的演变。在第二次冷轧后（7.9%的压下率）,退火后的显微组织由粗晶粒组成,并且再结晶织构表现出强{100}<001>取向和近Goss取向。一步冷轧过程中,...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe-Si二元合金相图[5]
第1章绪论5图1.1Fe-Si二元合金相图[5]因此，对于研究高硅钢的快速高质量的制备十分必要。在现有的轧制技术下，实现其超薄带材的工业化高速轧制，生产难度较大，有待新的技术理论的突破。此外，其他高硅钢的制备方法也存在效率低、成本高、污染重等缺点。另外不容忽视的是，硅是一种非磁性元素，硅元素的含量过高也会导致饱和磁感应强度不足。化学气相沉积法化学气相沉积法是一种在低硅状态下，利用其加工性能良好实现轧制成形，然后再通过钢带表面渗硅的方法，来增加钢板中硅含量的方法。最早该方法的是于1962年提出，到1988年，日本的中岗一秀和高田芳一将该技术开发成功，通过快速渗硅法制成Fe-6.5wt.%Si薄带，其具体过程为：以传统轧制工艺制造的0.15~0.35mm厚钢薄带为原材料，通过CVD炉，炉内通入含硅气体（SiCl4）和惰性保护气体。在一定温度下形成的Fe3Si层开始向钢板内部沉积。从而制成高硅钢薄带，如图1.2所示。其渗硅反应为：SiCl4+5Fe→Fe3Si+2FeCl2↑（1.1）图1.2渗硅生产工艺示意图
第1章绪论6CVD法能够生产Fe-6.5wt.%Si薄带的同时，也存在其缺点。在硅元素渗入薄带的过程中，不可避免的生成了Fe3Si金属间化合物，导致金属脆性增大。另一方面，表面硅含量较高，中心层硅含量较低，表面质量也不好。快速凝固法快凝凝固技术是通过减小熔体尺寸、增大与冷却介质接触面积的方法，缩短了液相到固相的相变时间，使金属或者合金的熔体急剧凝固，如图1.3所示。快凝技术具有简化生产工艺，减少生产成本、节能环保的优点，并且其急冷的特性可有效避开高硅钢有序相的析出。在1960年，由美国的Duwez首先提出此项技术，其金属的凝固速度可以达到106K/s，并成功的应用于Au-Si玻璃的制备[8]。图1.3快速凝固法制备薄带工艺示意图1980年，日本东北大学的Tsuya和Arai成功利用单辊快凝急冷技术制造了6.5wt.%Si高硅钢，其厚度为0.03～0.1mm，组织晶粒细小，磁性能优异[9]。后来，YamashiroY等人[10]通过单辊快淬制备了厚度为10~90μm的超薄带，硅含量为6.5wt.%Si，且宽度为1~5mm，磁感应强度进一步提高。1998年，国内胡广勇等人[11]通过单辊制备了Fe-6.5wt.%Si高硅钢薄带，且线速为20m/s~60m/s，铸带晶粒细校李云江和王帅等人[12]进一步加深了对快速凝固制备高硅钢薄带的探索，成功制备了30~40μm厚的高硅钢薄带，并研究了组织形貌与冷却速度之间的关系。然而，快凝法法制备高硅钢薄带厚度和宽度有限，难以进行规模化生产。轧制法轧制法是目前大量使用的工业化生产硅钢薄板的方法，其通过炼钢、模铸、开坯、热轧、冷轧等生产加工工艺快速生产，这种方法具有生产工艺成熟、生产设备简单、生产产量大的优点，但对于无取向高硅（>4wt.%Si）钢薄板的批量化生产还存在一些技术问题，例如生产过程中高硅钢具有冷脆性，难以实现工业化
本文编号：2980710
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Fe-Si二元合金相图[5]
第1章绪论5图1.1Fe-Si二元合金相图[5]因此，对于研究高硅钢的快速高质量的制备十分必要。在现有的轧制技术下，实现其超薄带材的工业化高速轧制，生产难度较大，有待新的技术理论的突破。此外，其他高硅钢的制备方法也存在效率低、成本高、污染重等缺点。另外不容忽视的是，硅是一种非磁性元素，硅元素的含量过高也会导致饱和磁感应强度不足。化学气相沉积法化学气相沉积法是一种在低硅状态下，利用其加工性能良好实现轧制成形，然后再通过钢带表面渗硅的方法，来增加钢板中硅含量的方法。最早该方法的是于1962年提出，到1988年，日本的中岗一秀和高田芳一将该技术开发成功，通过快速渗硅法制成Fe-6.5wt.%Si薄带，其具体过程为：以传统轧制工艺制造的0.15~0.35mm厚钢薄带为原材料，通过CVD炉，炉内通入含硅气体（SiCl4）和惰性保护气体。在一定温度下形成的Fe3Si层开始向钢板内部沉积。从而制成高硅钢薄带，如图1.2所示。其渗硅反应为：SiCl4+5Fe→Fe3Si+2FeCl2↑（1.1）图1.2渗硅生产工艺示意图
第1章绪论6CVD法能够生产Fe-6.5wt.%Si薄带的同时，也存在其缺点。在硅元素渗入薄带的过程中，不可避免的生成了Fe3Si金属间化合物，导致金属脆性增大。另一方面，表面硅含量较高，中心层硅含量较低，表面质量也不好。快速凝固法快凝凝固技术是通过减小熔体尺寸、增大与冷却介质接触面积的方法，缩短了液相到固相的相变时间，使金属或者合金的熔体急剧凝固，如图1.3所示。快凝技术具有简化生产工艺，减少生产成本、节能环保的优点，并且其急冷的特性可有效避开高硅钢有序相的析出。在1960年，由美国的Duwez首先提出此项技术，其金属的凝固速度可以达到106K/s，并成功的应用于Au-Si玻璃的制备[8]。图1.3快速凝固法制备薄带工艺示意图1980年，日本东北大学的Tsuya和Arai成功利用单辊快凝急冷技术制造了6.5wt.%Si高硅钢，其厚度为0.03～0.1mm，组织晶粒细小，磁性能优异[9]。后来，YamashiroY等人[10]通过单辊快淬制备了厚度为10~90μm的超薄带，硅含量为6.5wt.%Si，且宽度为1~5mm，磁感应强度进一步提高。1998年，国内胡广勇等人[11]通过单辊制备了Fe-6.5wt.%Si高硅钢薄带，且线速为20m/s~60m/s，铸带晶粒细校李云江和王帅等人[12]进一步加深了对快速凝固制备高硅钢薄带的探索，成功制备了30~40μm厚的高硅钢薄带，并研究了组织形貌与冷却速度之间的关系。然而，快凝法法制备高硅钢薄带厚度和宽度有限，难以进行规模化生产。轧制法轧制法是目前大量使用的工业化生产硅钢薄板的方法，其通过炼钢、模铸、开坯、热轧、冷轧等生产加工工艺快速生产，这种方法具有生产工艺成熟、生产设备简单、生产产量大的优点，但对于无取向高硅（>4wt.%Si）钢薄板的批量化生产还存在一些技术问题，例如生产过程中高硅钢具有冷脆性，难以实现工业化
本文编号：2980710
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