含锡取向硅钢高温退火过程中组织、织构及抑制剂的演变
发布时间：2021-08-31 16:16
唯一经过二次再结晶工艺得到的且主要用于制作变压器铁芯的取向硅钢,和其他金属材料一样,内部的金属组织结构也决定了其磁性能。取向硅钢本身最突出特点是具有极强的Goss织构,即{110}<001>织构。在硅钢中加入Sn元素对初次再结晶能起到一种辅助抑制的作用,因此在硅钢中添加Sn元素已经成了钢铁企业开发生产高性能取向硅钢的一种重要的手段。目前通过初次再结晶退火和高温退火可以使取向硅钢的高斯晶粒取向形成单一锋锐的高斯织构,从而得到一种磁性能优异的高性能取向硅钢。因此充分探究这两个环节在生产过程中的组织、织构及其抑制剂的演变规律对于高性能取向硅钢的设计和生产过程有着重要的科学理论和技术实践的意义。本文以国内某大型钢厂生产的含锡取向硅钢冷轧板,经过初次再结晶退火和高温退火,采用先进的金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及透射电镜研究了钢厂生产含锡取向硅钢在初次再结晶退火和高温退火两大工序过程中的显微组织、织构及析出物的演变规律。通过对实验结果分析,试样在退火温度为830℃,退火时间达到30s时初次再结晶已经完成。随着退火时间延长,其Σ1晶界的比例减少,Σ3、Σ5、Σ7晶界的比例分数...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
取向硅钢生产流程图
内蒙古科技大学硕士学位论文-11-而其分布密度随着温度的逐渐升高呈现由高到低的形式,Zener因子随着温度的逐渐升高而降低,最终使抑制剂的钉扎力弱于其晶界的移动力,使二次再结晶异常长大。传统取向硅钢(CGO)[36,37]MnS、AIN和Cu2S等第二相质点在高温退火时温度升到900℃时开始发生聚集长大,抑制剂的平均尺寸逐渐地增大并且发生粗化,其逐渐地失去对晶界的钉扎作用,从而发生二次再结晶异常长大。当温度升到1200℃时开始保温时,采用纯H2当保护气体,形成的Mg2SiO4玻璃膜底层与氢气发生反应,其反应式为H2+N2=H2S和N2+H2=NH3,从而迅速除去硅钢中的硫和氮,最终获得质量较好的表层质量和良好的磁性能。1.4.6抑制剂促进Goss织构形成的机制二次再结晶是一种只有一小部分晶粒在初次再结晶基体中突然迅速异常长大的行为。二次再结晶过程中晶粒长大速度的计算公式如下：/MPdtdR(式1.1)PAKZRKRcAE)}/()/()/1{((式1.2)M是指晶界迁移率；P是晶粒长大的总驱动力；A是几何系数；E是初次再结晶晶粒平均晶界能；Rc是初次再结晶晶粒晶界能的比值；R是二次再结晶晶粒尺寸；Z是Zener因子,即二次再结晶驱动力由初次基体储存的驱动力（P1）、二次再结晶晶粒生长时自身的阻力（P2）和抑制剂的钉扎力（P3）三个部分组成。如图所示：图1.2二次再结晶驱动力示意图
内蒙古科技大学硕士学位论文-15-用金相显微镜观察试样的纵截面的显微组织,并使用X-rd、EBSD等技术对试样的纵截面进行取向成像分析,研究含锡取向硅钢钢初次再结晶退火过程中的显微组织和织构的演变规律。2.4.2涂氧化镁涂层实验方案取向硅钢在过度高温下容易进行粘接,因此成卷退火之前必须在取向硅钢带上预先涂一层隔离剂。隔离剂的主要配方一般是氧化镁：12%-15%、二氧化钛：0.6%-1.2%、其余为去离子水,水中不能含有Cl-且水的电阻为18.2Ω。为了防止MgO沉淀,最少要用磁力搅拌器搅拌两小时。涂MgO隔离剂步骤如下：(1)将试样浸泡在MgO隔离剂中,使MgO均匀的涂在试样表面(2)用100℃电热鼓风干燥箱把试样烘干,最少烘一小时以上(3)取出试样并行整理、标记、分类2.4.3高温退火实验方案本文在实验过程中取样方法为“中断法”。在600-1200℃之间每隔50℃取一次样,观察二次再结晶的长大过程,研究抑制剂的析出行为。利用X-rd、EBSD技术测定不同温度下试样的组织和织构的变化。实验钢高温退火加热曲线如图2.1所示。图2.1实验钢高温退火工艺曲线取向硅钢高温退火大致分为五个阶段,第一阶段是以50℃/h的速率升温到600℃,该升温阶段对产品性能影响不大,升温速率可以稍微快点,采用N2作为保护气以防止被氧化。第二阶段是600℃保温两小时,同样也是采用N2作为保护气体,两小时保温的
【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]薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究[J]. 李成刚,张元祥,王洋,方烽,曹光明. 钢铁研究学报. 2019(02)
[3]低温取向硅钢初次再结晶织构及晶界特征分析[J]. 刘兵兵,鲍思前,赵刚,黄祥斌,柯珊珊,胡晓. 钢铁研究学报. 2018(07)
[4]高温渗氮Hi-B钢二次再结晶中组织及织构演变[J]. 苏承群,赵刚,肖欢,黄芳玉. 钢铁研究学报. 2018(06)
[5]薄规格取向硅钢中晶粒取向和尺寸对Goss晶粒异常长大的影响[J]. 何承绪,杨富尧,孟利,刘洋,高洁,马光,韩钰,陈新. 材料导报. 2018(04)
[6]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)
[7]0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究[J]. 党宁,李志超,唐荻,张文康,孙强. 材料工程. 2016(05)
[8]锡对取向硅钢中抑制剂析出行为及显微组织的影响[J]. 周博文,李光强,朱诚意,付勇. 热加工工艺. 2016(04)
[9]含铜CGO硅钢高温退火过程中的织构演变规律[J]. 党宁,张文康,李志超,孙强. 金属热处理. 2016(02)
[10]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)
硕士论文
[1]稀土及高温退火工艺对取向硅钢组织演变的影响[D]. 张志男.内蒙古科技大学 2019
[2]铌对3%Si取向硅钢析出物和织构的影响[D]. 侯若谷.武汉科技大学 2018
[3]Hi-B钢二次再结晶显微组织及晶粒三维形貌研究[D]. 黄儒胜.武汉科技大学 2016
[4]稀土及铌微合金化取向硅钢热轧过程中的析出及再结晶行为的研究[D]. 高鹏越.内蒙古科技大学 2015
[5]高硅钢薄带二次再结晶组织及织构演变[D]. 汪微微.东北大学 2015
[6]模拟CSP工艺制备Hi-B钢初次及二次再结晶研究[D]. 陈建徽.武汉科技大学 2015
本文编号：3375208
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
取向硅钢生产流程图
内蒙古科技大学硕士学位论文-11-而其分布密度随着温度的逐渐升高呈现由高到低的形式,Zener因子随着温度的逐渐升高而降低,最终使抑制剂的钉扎力弱于其晶界的移动力,使二次再结晶异常长大。传统取向硅钢(CGO)[36,37]MnS、AIN和Cu2S等第二相质点在高温退火时温度升到900℃时开始发生聚集长大,抑制剂的平均尺寸逐渐地增大并且发生粗化,其逐渐地失去对晶界的钉扎作用,从而发生二次再结晶异常长大。当温度升到1200℃时开始保温时,采用纯H2当保护气体,形成的Mg2SiO4玻璃膜底层与氢气发生反应,其反应式为H2+N2=H2S和N2+H2=NH3,从而迅速除去硅钢中的硫和氮,最终获得质量较好的表层质量和良好的磁性能。1.4.6抑制剂促进Goss织构形成的机制二次再结晶是一种只有一小部分晶粒在初次再结晶基体中突然迅速异常长大的行为。二次再结晶过程中晶粒长大速度的计算公式如下：/MPdtdR(式1.1)PAKZRKRcAE)}/()/()/1{((式1.2)M是指晶界迁移率；P是晶粒长大的总驱动力；A是几何系数；E是初次再结晶晶粒平均晶界能；Rc是初次再结晶晶粒晶界能的比值；R是二次再结晶晶粒尺寸；Z是Zener因子,即二次再结晶驱动力由初次基体储存的驱动力（P1）、二次再结晶晶粒生长时自身的阻力（P2）和抑制剂的钉扎力（P3）三个部分组成。如图所示：图1.2二次再结晶驱动力示意图
内蒙古科技大学硕士学位论文-15-用金相显微镜观察试样的纵截面的显微组织,并使用X-rd、EBSD等技术对试样的纵截面进行取向成像分析,研究含锡取向硅钢钢初次再结晶退火过程中的显微组织和织构的演变规律。2.4.2涂氧化镁涂层实验方案取向硅钢在过度高温下容易进行粘接,因此成卷退火之前必须在取向硅钢带上预先涂一层隔离剂。隔离剂的主要配方一般是氧化镁：12%-15%、二氧化钛：0.6%-1.2%、其余为去离子水,水中不能含有Cl-且水的电阻为18.2Ω。为了防止MgO沉淀,最少要用磁力搅拌器搅拌两小时。涂MgO隔离剂步骤如下：(1)将试样浸泡在MgO隔离剂中,使MgO均匀的涂在试样表面(2)用100℃电热鼓风干燥箱把试样烘干,最少烘一小时以上(3)取出试样并行整理、标记、分类2.4.3高温退火实验方案本文在实验过程中取样方法为“中断法”。在600-1200℃之间每隔50℃取一次样,观察二次再结晶的长大过程,研究抑制剂的析出行为。利用X-rd、EBSD技术测定不同温度下试样的组织和织构的变化。实验钢高温退火加热曲线如图2.1所示。图2.1实验钢高温退火工艺曲线取向硅钢高温退火大致分为五个阶段,第一阶段是以50℃/h的速率升温到600℃,该升温阶段对产品性能影响不大,升温速率可以稍微快点,采用N2作为保护气以防止被氧化。第二阶段是600℃保温两小时,同样也是采用N2作为保护气体,两小时保温的
【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]薄带连铸取向硅钢Goss晶粒二次再结晶过程的研究[J]. 李成刚,张元祥,王洋,方烽,曹光明. 钢铁研究学报. 2019(02)
[3]低温取向硅钢初次再结晶织构及晶界特征分析[J]. 刘兵兵,鲍思前,赵刚,黄祥斌,柯珊珊,胡晓. 钢铁研究学报. 2018(07)
[4]高温渗氮Hi-B钢二次再结晶中组织及织构演变[J]. 苏承群,赵刚,肖欢,黄芳玉. 钢铁研究学报. 2018(06)
[5]薄规格取向硅钢中晶粒取向和尺寸对Goss晶粒异常长大的影响[J]. 何承绪,杨富尧,孟利,刘洋,高洁,马光,韩钰,陈新. 材料导报. 2018(04)
[6]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)
[7]0.20mm CGO硅钢高温退火Goss晶粒起源及异常长大行为研究[J]. 党宁,李志超,唐荻,张文康,孙强. 材料工程. 2016(05)
[8]锡对取向硅钢中抑制剂析出行为及显微组织的影响[J]. 周博文,李光强,朱诚意,付勇. 热加工工艺. 2016(04)
[9]含铜CGO硅钢高温退火过程中的织构演变规律[J]. 党宁,张文康,李志超,孙强. 金属热处理. 2016(02)
[10]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)
硕士论文
[1]稀土及高温退火工艺对取向硅钢组织演变的影响[D]. 张志男.内蒙古科技大学 2019
[2]铌对3%Si取向硅钢析出物和织构的影响[D]. 侯若谷.武汉科技大学 2018
[3]Hi-B钢二次再结晶显微组织及晶粒三维形貌研究[D]. 黄儒胜.武汉科技大学 2016
[4]稀土及铌微合金化取向硅钢热轧过程中的析出及再结晶行为的研究[D]. 高鹏越.内蒙古科技大学 2015
[5]高硅钢薄带二次再结晶组织及织构演变[D]. 汪微微.东北大学 2015
[6]模拟CSP工艺制备Hi-B钢初次及二次再结晶研究[D]. 陈建徽.武汉科技大学 2015
本文编号：3375208
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3375208.html
