异步轧制对硅钢薄带织构和磁性能影响机理的研究

论文摘要

取向硅钢作为制造变压器、电抗器和镇流器及各种电器元件的重要材料之一,广泛应用于电力、航天和军事领域。进入21世纪,节能和环保成为全世界的重要课题,因此提高磁感应强度,降低铁损,对于降低能耗、节约能源具有重要的现实意义。而对于目前来说,采用异步轧制代替常规轧制,以及采用低温的初次再结晶退火是解决硅钢薄带生产难的一条切实可行的有效途径。与同步轧制相比,异步轧制作为一种新的高效的轧制技术,,可以显著降低轧制压力,消除带材厚度偏差能力强,存在着强烈的剪切变形,板型容易控制,在相同的变形条件下,等效应变增大,造成了大的应力应变梯度,增大了畸变能,晶粒生长驱动力增大,具有完善的初次再结晶数量增多。本实验选用0.30mm厚的成品取向硅钢为原料,采用不同的轧制速比轧制,轧后试样为0.06mm、0.08mm.、0.10mm、0.15mm四个厚度,经过磁性能及再结晶织构的测定发现,磁性能及织构明显优于同步轧制试样,并且随着异步速比的增大,产品的磁性能明显增高。厚度越薄,产品的磁感应强度越高,但厚度过薄会导致铁损提高,因而在取向硅钢生产中应存在一个最佳厚度值,在该厚度,可以在较低铁损情况下得到较高的磁感应强度。初次再结晶实验主要从退火气氛、退火温度、保温时间等方面来考虑取向硅钢薄带性能的变化,同时研究退火制度对产品性能的影响规律。在同样的加工工艺条件下,产品最终磁性能随退火温度升高先增大后减小,850℃附近应为初次再结晶退火的最佳温度。而通过对H2和N2+H2（1：3）作保护气氛退火试样以及外加磁场条件下退火试样的比较,表明在外加磁场条件下退火的试样无论磁感应强度还是铁损都优于普通退火的试样。通过本论文研究可知,采用异步轧制成0.15mm以下的极薄带,经过外加磁场保护气氛为H2的初次再结晶热处理后,可以形成磁性能高于国标要求的初次再结晶硅钢带,为在低温条件下生产取向硅钢极薄带提供了一条成熟的工艺路线。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 取向硅钢的发展
• 1.1.1 电工钢的发展
• 1.1.2 中国电工钢板的发展
• 1.1.3 取向硅钢薄带及其初次再结晶的研究
• 1.2 异步轧制技术的发展
• 1.3 异步轧制取向硅钢的研究
• 1.4 电工钢性能的要求及其影响因素
• 1.5 本论文的研究意义和内容
• 第2章 实验方案及设备
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验方案
• 2.3 主要工序及设备
• 2.3.1 酸洗
• 2.3.2 冷轧
• 2.3.3 分卷、除油、涂层
• 2.3.4 初次再结晶退火
• 2.3.5 磁性能测量
• 2.3.6 织构测试
• 第3章 异步轧制条件下取向硅钢磁性能的研究
• 3.1 取向硅钢薄带磁性能国标要求及试验工艺
• 3.2 异步轧制条件下异步速比对取向硅钢薄带磁性能的影响
• 3.2.1 退火保护气氛为H2的条件下异步速比对硅钢薄带磁性能的影响
• 3.2.2 磁场条件下异步速比对硅钢薄带磁性能的影响
• 3.3 试样厚度对取向硅钢薄带磁性能的影响
• 3.4 退火方式对取向硅钢薄带磁性能的影响
• 3.5 保温时间对取向硅钢薄带磁性能的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 异步轧制取向硅钢薄带织构的研究
• 4.1 织构的表示及其分析方法
• 4.2 异步轧制取向硅钢冷轧织构的研究
• 4.3 异步轧制对取向硅钢薄带初次再结晶织构的研究
• 4.3.1 异步速比对再结晶织构的影响
• 4.3.2 保温时间对再结晶织构的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 异步轧制对取向硅钢极薄带磁性能织构影响机理的研究
• 5.1 初次再结晶机理
• 5.1.1 初次再结晶机理
• 5.1.2 异步轧制取向硅钢薄带初次再结晶机理的研究
• 5.2 异步轧制条件下不同退火温度的硅钢磁性能的研究
• 5.3 异步轧制条件下退火过程中不同温度的织构演化过程
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢