双辊铸轧中牌号无取向电工钢组织、性能的研究

论文摘要

双辊铸轧方式生产无取向硅钢可由钢水直接得到厚度为2.0mm左右的冷轧坯料,与传统工艺相比,省去了连铸和热轧,是一种高效、节能、低成本的新型生产方式。本文对双辊铸轧生产1.3%Si成分无取向硅钢的性能和组织演化进行了探索性的研究,重点研究了二次冷却方式、常化和热平整工艺对2.5mm铸带组织及其成品性能的影响,探索了双辊铸轧生产1.5mm超薄带合适的浇注条件。通过金相、EBSD、X-RD观察发现,铸带出辊后进行水冷,可有效避免“α→γ→α”相变,减少相变产生的小晶粒,使得铸带晶粒均匀度提高,增加平均晶粒尺寸,进而提高成品组织的晶粒平均尺寸,降低铁损。水冷条件下没有形成明显的柱状晶,但晶粒长大受温度梯度的影响仍较大,{001}面织构强烈,成品磁感提高。铸带常化和热平整后,板型得到调整,平均晶粒尺寸增大。低温常化可以保留一部分热平整变形能,从而降低成品退火温度,提高成品磁性能。铸带经800℃×5min常化和一道次热平整处理,酸洗冷轧后在干气氛中退火950℃×5min,其成品铁损降低到4.592W/kg,磁感达到1.796T,达到了高效电机用钢的要求,磁性能优异。双辊铸轧生产无取向硅钢,减薄出带厚度增加了冷却速度,需适当提高浇注温度和轧制速度,才能得到与厚带晶粒尺寸相近的组织。铸带厚度减薄可以减小冷轧变形量,降低晶粒转动角度,减少Y织构的积累,更大程度上保留铸带织构。冷轧变形量减少,可以降低冷轧储能,减少再结晶形核地点,从而增加晶粒尺寸,降低铁损。1570℃浇注时,成品的铁损较低,磁感较高,达到了高效电机用钢的要求。通过TEM观察发现,各铸轧条件下铸带中都析出了粗大的A1N,其形貌和尺寸在后续的处理过程中变化不大。成品和铸轧薄带中均发现了少量的MnS析出,尺寸较小,对晶粒长大有一定的抑制作用,应加以控制。总体看来,双辊铸轧生产1.3%Si中牌号无取向硅钢在组织和织构控制方面的优势非常突出,成品磁性能较好,达到了高效电机用钢的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电工钢概述
• 1.1.1 电工钢的发展
• 1.1.2 电工钢的分类及用途
• 1.2 无取向硅钢
• 1.2.1 无取向硅钢的分类
• 1.2.2 无取向硅钢的性能要求
• 1.2.3 影响无取硅钢性能的因素
• 1.2.4 无取电工钢的最新研究进展
• 1.2.5 高效电机用无取向硅钢
• 1.3 无取硅钢的织构
• 1.3.1 织构概述
• 1.3.2 无取硅钢中的织构及其控制方法
• 1.4 双辊铸轧生产无取向硅钢
• 1.4.1 无取向硅钢的传统生产工艺
• 1.4.2 双辊薄带铸轧工艺概述
• 1.4.3 双辊薄带连铸生产无取向硅钢的研究现状
• 1.4.4 双辊薄带连铸生产高效电机用钢的优势
• 1.5 本文的研究背景、目的和内容
• 1.5.1 本文的研究背景
• 1.5.2 本文的研究目的和内容
• 第2章 铸带成分与工艺设计
• 2.1 成分设计
• 2.1.1 无取向硅钢的化学成分
• 2.1.2 典型商业产品的成分
• 2.1.3 本实验钢成分
• 2.2 工艺设计
• 2.2.1 铸轧系统简介
• 2.2.2 铸轧工艺
• 2.2.3 铸轧后续处理工艺
• 2.3 检测项目
• 2.3.1 金相组织观察
• 2.3.2 取向的检测
• 2.3.3 析出物的观察
• 2.3.4 磁性能检测
• 第3章 铸轧2.5mm规格中牌号无取向硅钢组织、性能和织构研究
• 3.1 二次冷却方式对铸带性能的影响
• 3.1.1 铸带成分及相图分析
• 3.1.2 铸带组织分析
• 3.1.3 铸带微观取向分析
• 3.2 次冷却方式对成品性能的影响
• 3.2.1 成品组织分析
• 3.2.2 成品宏观织构
• 3.2.3 成品磁性能
• 3.3 常化和热平整工艺对铸带组织及成品性能的影响
• 3.3.1 铸带组织分析
• 3.3.2 常化和热平整工艺对成品组织的影响
• 3.3.3 成品磁性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 铸轧1.5mm规格中牌号无取向硅钢组织、性能和织构研究
• 4.1 薄带铸轧参数
• 4.2 铸轧条件对薄带的影响
• 4.2.1 微观组织
• 4.2.2 铸带微观取向分析
• 4.2.3 宏观织构
• 4.2.4 力学性能分析
• 4.3 铸轧条件对薄带成品的影响
• 4.3.1 显微组织分析
• 4.3.2 微观取向分析
• 4.3.3 成品宏观织构分析
• 4.3.4 成品磁性能
• 4.4 本章小结
• 第5章 析出物的形貌特征
• 5.1 铸带析出物的分析
• 5.2 薄带析出物分析
• 5.3 成品析出物分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢