Nb、Cr对取向硅钢中抑制剂的析出行为及热轧组织的影响

发布时间：2017-10-09 06:06

  本文关键词：Nb、Cr对取向硅钢中抑制剂的析出行为及热轧组织的影响

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【摘要】：高品质低温取向硅钢集中了产品品质高和生产成本低的优势,是目前行业研发的重点产品,其关键是在钢中加入合适的晶界偏析或抑制剂形成元素,生成固溶温度低的抑制剂来抑制初次晶粒生长。本论文中选择了Nb和Cr添加到取向硅钢中用作辅助抑制剂以期为Nb、Cr在低温取向硅钢中的应用提供参考数据。为了探索Nb、Cr对取向硅钢中抑制剂的析出行为和热轧组织的影响,论文研究了不同Nb、Cr含量的取向硅钢试样中析出物的特点,通过热力学计算优化设计了钢中Nb和Cr的含量,分析了取向硅钢中析出物的形成机理;高温在线观察了铸态组织的转变规律;解析了析出物的特征对不同Nb、Cr含量的热轧板组织和织构的影响机理。结论如下:(1)优化设计了Nb、Cr含量不同的取向硅钢成分,并计算了钢中抑制剂析出的热力学条件。热力学计算表明,在取向硅钢热轧阶段会依次析出的第二相粒子为MnS、高Nb试样中的NbN和NbC、低Nb试样中的NbN、Al N。直到卷取阶段才能析出的第二相粒子为Cr_7C_3、CrN及低Nb试样中的NbC。(2)高温在线观察发现,高Nb低Cr试样中第二相粒子在1350℃下固溶最好,其异相析出分三段进行,且过程持续时间都非常短,相变过程完整。而其他成分取向硅钢试样铸坯的微观组织转变均只有两段。(3)高Nb试样中异相组织分布更为均匀,主要为带状和网状两种,其中富集了Nb-Al-S及渗碳体。低Nb试样中异相组织形貌较为多样化、成分与高Nb试样相似;含有大量的MnS,弥散分布在异相组织周围的尺寸较小,作异相组织核心的尺寸则略大。Cr含量对异相组织的分布和组成影响不大。(4)取向硅钢铸坯均热后急冷,高Nb试样中析出物以固溶温度较低的NbN和NbC为主,且析出物面积密度较大、平均粒径较小。所以取向硅钢中加入适量多的Nb能降低铸坯再加热处理的均热温度。Cr含量对析出物的影响仅体现在其组成上,且影响程度较小。(5)与低Nb试样相比,高Nb热轧板中NbN和NbC较多,没有发现AlN,且析出物平均粒径较小、体积密度较大。在高Nb的条件下比较Cr的影响可知,低Cr试样中析出物平均粒径较小、体积密度较大,对再结晶所产生的抑制力更大。(6)高Nb热轧板沿轧向厚度方向组织梯度较好。在该条件下比较Cr的影响可知,高Nb低Cr试样中再结晶分数较低,回复和变形组织较多,高斯组分百分含量较大且高斯织构强度较强。因此,在取向硅钢成分设计中可加入0.08%的Nb,使得热轧板中有更多细小的低温抑制剂和更多更强的高斯织构。Cr含量的影响还需要进行更加深入的研究。
【关键词】：取向硅钢 Nb Cr 析出物 热轧组织和织构
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1;TG337.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 文献综述10-28
• 1.1 取向硅钢研究现状分析10-11
• 1.1.1 取向硅钢的产品特性及用途10
• 1.1.2 取向硅钢近年需求量及产量10-11
• 1.2 取向硅钢的生产工艺流程11-14
• 1.3 取向硅钢的成分控制及其对钢磁性能的影响14-22
• 1.3.1 取向硅钢中合金元素硅含量的控制及其对钢磁性能的影响15-16
• 1.3.2 取向硅钢中硫化物抑制剂成分控制及其对钢磁性能的影响16-19
• 1.3.3 取向硅钢中氮化物抑制剂的含量控制及其对钢磁性能的影响19-21
• 1.3.4 辅助抑制剂含量控制及其对磁性能的影响21-22
• 1.4 常用抑制剂对降低取向硅钢热处理温度和提高磁性能的效果22-25
• 1.4.1 抑制剂尺寸、数量及形貌对磁性能的影响22-23
• 1.4.2 常用抑制剂对降低取向硅钢热处理温度和提高磁性能的效果23-25
• 1.5 课题的研究意义及内容25-28
• 第2章 抑制剂成分优化设计及析出的热力学分析28-35
• 2.1 取向硅钢抑制剂成分的优化设计28-29
• 2.2 铸坯再加热处理过程中析出物的热力学分析29-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第3章 Nb、Cr对铸态取向硅钢高温组织演变的影响35-46
• 3.1 实验及相关检测35-36
• 3.1.1 取向硅钢的熔炼及热轧35
• 3.1.2 铸态取向硅钢的DSC分析35
• 3.1.3 铸态取向硅钢高温组织演变的在线观察35-36
• 3.2 实验结果分析与讨论36-44
• 3.2.1 不同Nb、Cr含量铸态取向硅钢的DSC分析36
• 3.2.2 不同Nb、Cr含量铸态取向硅钢高温组织演变36-40
• 3.2.3 不同Nb、Cr含量对铸态取向硅钢中异相组织的影响40-44
• 3.3 本章小结44-46
• 第4章 Nb、Cr对再加热取向硅钢中抑制剂析出行为的影响46-52
• 4.1 实验及相关检测46-47
• 4.1.1 试样的制备46
• 4.1.2 非水溶液电解提取原理、设备及操作工艺46-47
• 4.1.3 FE-SEM/EDS分析析出物47
• 4.2 实验结果分析与讨论47-50
• 4.2.1 不同Nb、Cr含量对再加热取向硅钢中析出物形貌与组成的影响47-49
• 4.2.2 不同Nb、Cr含量对再加热取向硅钢中析出物尺寸、数量的影响49-50
• 4.3 本章小结50-52
• 第5章 Nb、Cr对取向硅钢热轧板中抑制剂析出行为及组织、织构的影响52-63
• 5.1 实验及相关检测52-53
• 5.1.1 非水溶液电解提取热轧板中夹杂物及析出物52
• 5.1.2 FE-SEM/EDS和TEM/EDS分析热轧板中析出物52
• 5.1.3 金相显微镜观察热轧组织及EBSD分析热轧织构52-53
• 5.2 实验结果分析与讨论53-61
• 5.2.1 不同Nb、Cr含量对取向硅钢热轧板中析出物形貌与组成的影响53-55
• 5.2.2 不同Nb、Cr含量对取向硅钢热轧板中析出物尺寸、数量的影响55-57
• 5.2.3 不同Nb、Cr含量对取向硅钢热轧板组织及织构的影响57-61
• 5.3 本章小结61-63
• 第6章 结论63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-74
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文74-75
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：998541