含Cu低温取向硅钢热轧过程抑制剂析出行为研究
发布时间：2021-02-17 05:43
现代社会的发展离不开电力这一重要能源,取向硅钢是电力系统中重要的软磁材料,这主要得益于的成品取向硅钢中的强Goss织构,而想要获得锋锐Goss织构的条件之一就是在钢中存在细小弥散的第二项质点以抑制初次晶粒的长大。高温生产取向硅钢的传统工艺主要采用MnS和AlN作为抑制剂,其缺点明显,能源消耗大,污染严重。因此以Cu2S作为主要抑制剂的低温取向硅钢逐渐推广,目前已知Cu2S粒子主要在热轧阶段析出,但对于热轧过程各个道次中抑制剂的析出行为研究还较少。本文通过模拟热轧实验的方式,研究热轧过程中各个道次抑制剂的析出情况,为现场热轧工艺的改进提供一定的数据支持和理论指导。本文结合国内某钢厂的含Cu低温取向硅钢的热轧过程进行研究。通过热力学与动力学计算简单分析实验钢中的抑制剂析出行为,并在实验室通过二辊轧机对两种成分取向硅钢开展热轧模拟试验,通过箱式炉进行板坯加热模拟实验。利用透射电子显微镜表征实验钢的抑制剂析出的类型、尺寸与分布,利用蔡司金相显微镜观察实验钢的组织演变行为,通过EBSD分析粗轧后实验钢中的高斯晶粒分布及晶界分布情况。结果表明,实验钢热轧...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
取向硅钢热轧板不同厚度处取向函数分布图（φ2=45°）
内蒙古科技大学硕士学位论文-9-单元素抑制剂主要有Sn、Sb、N、B、S等。Sn在取向硅钢中的添加量一般小于0.10%，在热轧后的卷取及常化过程中，Sn会沿晶界析出，从而达到抑制效果，并且在一些研究中表明Sn的加入可以使其他析出相粒子细化，从而使最后高温退火过程中二次再结晶更加完善，提高磁性能[54,55]。Sb在取向硅钢中的添加量一般小于0.03%，其在硅钢中的作用与Sn类似，日本川崎公司采用MnSe+Sb的抑制剂方法指出了磁性能达到Hi-B水平的取向硅钢，但Sb会阻止脱碳。B可以起到强化晶界的作用，防止裂纹扩展[56]，美国ALC公司曾以N+B+S做为抑制剂制备硅钢，但由于性能不稳定，此法现在以很少采用。1.4取向硅钢的生产工艺取向硅钢的生产过程主要包括热轧、常化、冷轧、脱碳退火和最终退火等，如图1.2所示。图1.2传统取向硅钢生产工艺流程图热轧过程又分为粗轧与精轧，对于粗轧来说，为保证热轧阶段细小抑制剂的析出必须严格控制各道次压下率的分配、冷却水量和粗轧时间。使用大压下率的高速轧制可以保证粗轧板坯的高温。一般普通取向硅钢进入精轧前的温度控制在1160℃左右，目的是使精轧过程中尽量少析出AlN，精轧过程中会产生大量位错，为MnS析出提供形核质点[57]。常化过程是为了钢中可以吃出大量的细小AlN，这是以AlN作为主要以制剂的
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-度，将箱式炉预先加热到设定温度，试样到温入炉，保温30分钟后取出水冷，分析组织和抑制剂。加热工艺曲线如图2.1。图2.1固溶试验工艺曲线2.2.2实验钢热轧实验工艺制定为研究热轧到此过程中的组织及抑制剂演变行为，从两种成分锻坯上各取9块70mm×70mm×58mm的试样，进行热轧实验。两种成分实验钢热轧前在均热炉中1280℃下保温1h，实验钢出炉后通过敲打去除氧化皮后开始轧制，轧制过程通过实验室可逆式二棍轧机进行，热轧工艺制定参考工厂实际生产工艺。（1）粗轧实验方案试样按照第一道次1250℃、第二道次1200℃、第三道次1150℃、第四道次1100℃进行轧制，各道次压下量分别为23%、28%、36%、50%，具体的温度曲线及工艺表见图2.2和表2.2。图2.2粗轧实验工艺曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温取向硅钢常化工艺和渗氮工艺对组织、织构和磁性能的影响[J]. 李霞,杨平,贾志伟,张海利. 工程科学学报. 2019(05)
[2]脱碳退火工艺对取向硅钢碳含量的影响[J]. 张振海,王立涛,裴英豪,夏雪兰. 安徽冶金. 2017(04)
[3]含Cu取向硅钢中第二相粒子析出演变行为研究[J]. 李志超,党宁,江海涛,夏振海. 材料工程. 2017(12)
[4]2016年我国取向电工钢的生产特点及市场需求研究[J]. 孙竹. 中国钢铁业. 2017(07)
[5]电力变压器系统损耗与散热特性研究[J]. 邵志伟. 中国电力. 2016(06)
[6]铈对3.0%Si无取向电工钢磁性能的影响[J]. 李培忠,马良,马国明,李一鸣. 稀土. 2016(02)
[7]高温退火工艺对CGO硅钢Goss织构及磁性能的影响[J]. 党宁,张文康,李志超,孙强. 金属热处理. 2016(01)
[8]稀土对取向硅钢初次再结晶组织及织构的影响[J]. 刘丽珍,金自力,任慧平,高鹏越,董梦瑶. 稀土. 2015(06)
[9]脱碳退火保温时间对取向硅钢组织、织构及磁性能的影响[J]. 付勇军,蒋奇武,杨平,王晓达,金文旭. 材料热处理学报. 2015(07)
[10]特殊钢中的“工艺品”——取向硅钢 材料科学基础知识和经典人物[J]. 杨平. 金属世界. 2015(01)
博士论文
[1]薄带连铸取向硅钢的组织、织构演化行为及控制机理[D]. 宋红宇.东北大学 2017
[2]低温板坯加热工艺制备取向硅钢的研究[D]. 孙颖.东北大学 2009
硕士论文
[1]稀土镧对取向硅钢热轧粗轧过程中抑制剂析出行为的影响[D]. 黄诚.内蒙古科技大学 2019
[2]稀土对低温取向硅钢加热过程中溶解行为的影响[D]. 孙明双.内蒙古科技大学 2019
[3]热轧条件下Nb对取向硅钢中抑制剂析出行为的影响[D]. 严彬.武汉科技大学 2018
[4]Fe-3%Si取向硅钢常化工艺及初次再结晶机制的研究[D]. 于新攀.山东农业大学 2016
[5]基于CSP工艺二次冷轧中间退火对取向硅钢微观结构演变的影响[D]. 鞠芳.内蒙古科技大学 2014
[6]低温取向硅钢底层质量的研究[D]. 司华青.东北大学 2013
本文编号：3037518
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
取向硅钢热轧板不同厚度处取向函数分布图（φ2=45°）
内蒙古科技大学硕士学位论文-9-单元素抑制剂主要有Sn、Sb、N、B、S等。Sn在取向硅钢中的添加量一般小于0.10%，在热轧后的卷取及常化过程中，Sn会沿晶界析出，从而达到抑制效果，并且在一些研究中表明Sn的加入可以使其他析出相粒子细化，从而使最后高温退火过程中二次再结晶更加完善，提高磁性能[54,55]。Sb在取向硅钢中的添加量一般小于0.03%，其在硅钢中的作用与Sn类似，日本川崎公司采用MnSe+Sb的抑制剂方法指出了磁性能达到Hi-B水平的取向硅钢，但Sb会阻止脱碳。B可以起到强化晶界的作用，防止裂纹扩展[56]，美国ALC公司曾以N+B+S做为抑制剂制备硅钢，但由于性能不稳定，此法现在以很少采用。1.4取向硅钢的生产工艺取向硅钢的生产过程主要包括热轧、常化、冷轧、脱碳退火和最终退火等，如图1.2所示。图1.2传统取向硅钢生产工艺流程图热轧过程又分为粗轧与精轧，对于粗轧来说，为保证热轧阶段细小抑制剂的析出必须严格控制各道次压下率的分配、冷却水量和粗轧时间。使用大压下率的高速轧制可以保证粗轧板坯的高温。一般普通取向硅钢进入精轧前的温度控制在1160℃左右，目的是使精轧过程中尽量少析出AlN，精轧过程中会产生大量位错，为MnS析出提供形核质点[57]。常化过程是为了钢中可以吃出大量的细小AlN，这是以AlN作为主要以制剂的
内蒙古科技大学硕士学位论文-16-度，将箱式炉预先加热到设定温度，试样到温入炉，保温30分钟后取出水冷，分析组织和抑制剂。加热工艺曲线如图2.1。图2.1固溶试验工艺曲线2.2.2实验钢热轧实验工艺制定为研究热轧到此过程中的组织及抑制剂演变行为，从两种成分锻坯上各取9块70mm×70mm×58mm的试样，进行热轧实验。两种成分实验钢热轧前在均热炉中1280℃下保温1h，实验钢出炉后通过敲打去除氧化皮后开始轧制，轧制过程通过实验室可逆式二棍轧机进行，热轧工艺制定参考工厂实际生产工艺。（1）粗轧实验方案试样按照第一道次1250℃、第二道次1200℃、第三道次1150℃、第四道次1100℃进行轧制，各道次压下量分别为23%、28%、36%、50%，具体的温度曲线及工艺表见图2.2和表2.2。图2.2粗轧实验工艺曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温取向硅钢常化工艺和渗氮工艺对组织、织构和磁性能的影响[J]. 李霞,杨平,贾志伟,张海利. 工程科学学报. 2019(05)
[2]脱碳退火工艺对取向硅钢碳含量的影响[J]. 张振海,王立涛,裴英豪,夏雪兰. 安徽冶金. 2017(04)
[3]含Cu取向硅钢中第二相粒子析出演变行为研究[J]. 李志超,党宁,江海涛,夏振海. 材料工程. 2017(12)
[4]2016年我国取向电工钢的生产特点及市场需求研究[J]. 孙竹. 中国钢铁业. 2017(07)
[5]电力变压器系统损耗与散热特性研究[J]. 邵志伟. 中国电力. 2016(06)
[6]铈对3.0%Si无取向电工钢磁性能的影响[J]. 李培忠,马良,马国明,李一鸣. 稀土. 2016(02)
[7]高温退火工艺对CGO硅钢Goss织构及磁性能的影响[J]. 党宁,张文康,李志超,孙强. 金属热处理. 2016(01)
[8]稀土对取向硅钢初次再结晶组织及织构的影响[J]. 刘丽珍,金自力,任慧平,高鹏越,董梦瑶. 稀土. 2015(06)
[9]脱碳退火保温时间对取向硅钢组织、织构及磁性能的影响[J]. 付勇军,蒋奇武,杨平,王晓达,金文旭. 材料热处理学报. 2015(07)
[10]特殊钢中的“工艺品”——取向硅钢 材料科学基础知识和经典人物[J]. 杨平. 金属世界. 2015(01)
博士论文
[1]薄带连铸取向硅钢的组织、织构演化行为及控制机理[D]. 宋红宇.东北大学 2017
[2]低温板坯加热工艺制备取向硅钢的研究[D]. 孙颖.东北大学 2009
硕士论文
[1]稀土镧对取向硅钢热轧粗轧过程中抑制剂析出行为的影响[D]. 黄诚.内蒙古科技大学 2019
[2]稀土对低温取向硅钢加热过程中溶解行为的影响[D]. 孙明双.内蒙古科技大学 2019
[3]热轧条件下Nb对取向硅钢中抑制剂析出行为的影响[D]. 严彬.武汉科技大学 2018
[4]Fe-3%Si取向硅钢常化工艺及初次再结晶机制的研究[D]. 于新攀.山东农业大学 2016
[5]基于CSP工艺二次冷轧中间退火对取向硅钢微观结构演变的影响[D]. 鞠芳.内蒙古科技大学 2014
[6]低温取向硅钢底层质量的研究[D]. 司华青.东北大学 2013
本文编号：3037518
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