无取向硅钢基本知识.doc

冷轧无取向硅钢的基本知识i 录一、 化学成分对冷轧无取向硅钢的影响二、 基本小知识1. 范性形变2. YP相变3. 冲剪应力对冷轧硅钢片磁性能的影响4. 消除应力退火对消除冲剪应力效果研究一、化学成分对冷轧无取向硅 钢的影响■硅（Si） ■碳(C) ■猛(Mn)■磷（P）■铝（AI）■硫（S）硅:1、 硅有一种特性，即：能提高钢板的电阻率硅钢中加入Si就能降低铁 损，铁损由P磁、P涡、p附加组成，由于Si的添加降低了P涡；但也降低 了 B值2、 Si元素缩小了丫相区，Si在较高时，退火容易脱C, Si有利于钢中C的石 墨化，Si可提高钢中固溶体的强度和冷加工变形硬化率，其作用仅次 于P3、 硅对超低碳钢的脆性转变温度的影响（见图1・）4、 硅极大降低钢的导热率，加热和冷却速度过快将会造成内外温差较大， 易形成裂纹U 丄 乙 J 分碳：1、 碳钢的强度和其他性能主要取决于碳的存在形式和碳化物 的形状、大小以及分布状态等，即：取决于钢的金相组织2、 碳对冷轧低牌号无取向硅钢的主要影响■ 碳的增加将使铁损弘5增加，碳在钢中以间隙状态存在增 高则引起磁时效，如消除磁时效现象，要求C在0.003%以 下。

■ C元素是扩大丫相区，使Y-Q相变温度降低，如C含量过高成 品退火时，温度就要降低，晶粒长不大，铁损降不下来， 如果不降温，就会有Y相存在而C的扩散系数在a与丫相内 相差250多倍，原因何在？点阵密度不一样■ C低可以降低AIN的固溶度，AIN的固溶度与丫相量的多少有 关猛：1. 该元素是良好的脱氧剂，同时与S有极强的结合能力，因此 能消除和减弱S引起的热脆性2. 猛是扩大Y相区的元素，降低共析温度，同时也降低共析体 中的碳含量，也就是说铁碳平衡图中的共析点s向左下方移 动3. 猛对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用，原因 在于Mn降低了钢共析点的C含量，根据杠杆原理，相同C 含量的C钢，Mn高的铁素体所占的比例就会少4. Mn和S形成的MnS,可防止沿晶界形成的低熔点的FeS所引 起的热脆现象（MnS的熔点高，同时比Fe与S的结合力强）， 因而改善热轧时的塑性，Mn可改善热轧板的组份和结构 可使（100）和（110）组份增强，（111）组织减弱，改 善磁性能总之，最理想的是将S进一步降低才能尽可能的少形成MnS 夹杂物磷：1. P提高电阻率，因此与Si有相同之处，同时P也缩小丫相区， 促进晶粒长大，降低铁损（涡流）。

2. P对提高钢的抗拉强度有显著作用P是所有元素中提高冷 加工变形硬化率作用最强的，但是这些作用是对含C很低的 软钢才有，如果C含量增加，这种作用就消失了同时可 提高硬度，改善冲片性能3. P是向晶界偏聚元素，它可提高（100）的组份，减少（111）组份，因此可提高B50值4. P与Si有相似之处，可部分的取代Si目前我们生产的 50W600就是一例铝:1. 铝和硅的作用相近（对硅钢而言），它能提高电 阻率P,可降低涡流损失，降低矫顽力2. 铝与氧的结合力极强，是强脱氧剂，但脱氧后形 成的AI2O3在硅钢中是最有害的夹杂物因其是极 细小的，对晶粒的长大非常有害，同时也影响铁 损和磁感3. 铝除了AI2O3形式存在于钢中，还有AIN和固溶AI, 固溶AI是我们所希望的1. 大家都知道铝可以细化钢的本质晶粒，但当铝含量（固溶 铝）超过一定量时，钢的奥氏体晶粒反而容易长大，这个 量对于碳素钢而言，约在0.05%左右,铝之所以能细化钢 的晶粒和提高钢晶粒开始粗化的温度，一般认为是由于铝 在钢中与氮形成了细小弥散的AIN,起到了对晶界的钉扎作 用，晶粒很难长大，当AIN聚积或溶解时，这种钉扎作用就 消失了。

2. 对我们所生产的冷轧无取向硅钢而言，AIN是有害的，特 别是那些细小弥散的AIN,然而在实际生产中又是无法避免 的，我们唯一能控制的是AIN的形态和分布，因此要求热轧 的均热温度必须小于1200 °C （武钢控制在1100°C.日本 按1050 °C控制）o3. 曾经有人做过AIN的析出和固溶实验，数据如下：1、AIN析出温度实验表明，在高温加热时，AIN以AI和N 形式固溶于基体中，随温度降低AIN又重新析出：试样温度AIN析出1#1360 °C x 20’淬水0.0053%2#1360 °C x 20’淬水——1250 °C x 5’淬水0.0066%3#1360 °C x 20’淬水一一1200 °C x 5’淬水0.0086%4#1360 °C x 20’淬水一一1150 °C x 5’淬水0.0094%5#1360 °C x 20辟水——1100 °C x 5’淬水0.012%6#1360 °C x 20’淬水一一1050 °C x 5’淬水0.016%7#1360 °C x 20’淬水——1000 °C x 5’淬水0.018%8#1360 °C x 2(/淬水——950 °C x 5辟水0.020%9#1360 °C x 20’淬水一一900 °C x 5’淬水0.020%10#1360 °C x 20’淬水——500 °C x 5’淬水0.015%°C1500-10005000.005 0^010.02AIN%2、AIN固溶实验表明，在温度加热到1200 °C时，AIN基 本没有固溶，超过1200°CAIN固溶明显增加，当加热到 1300 °C AIN全部固溶：试样温度AIN析出1#1150 °C xl小时 缓冷30 °C/小时到800 °C0.029%2#1150 °C xl小时+1150°C x3・5小时水淬0.027%3#1150 °C xl小时+1200°C x3・5小时水淬0.025%4#1150 °C xl小时+1250°C x3・5小时水淬0.015%5#1150 °C xl小时+1300°C x3・5小时水淬0.0033%6#1150 °C xl小时+1325°C xl小时水淬0.003%7#1150 °C xl小时+1350°C x3小时水淬0.0024%8#1150 °C xl小时+1350°C xl小时水淬0.0029%9#1150 °C xl小时+1370°C x3小时水淬0.0022%>N0.029 一 g0.02-0.01°C硫:2.2.1.S对冷轧无取向硅钢是有害元素，其存在导致材料 的P15增加，同时和Mn形成MnS,而MnS—旦以细 小弥散的状态存在于钢中，可强烈的阻止晶粒长 大。

因此在整个生产过程中，必须防止析出细小 的MnS,而设法使其粗化我公司的产品晶粒度比宝钢和武钢的都小的原因 恐怕就在于MnS和AIN的析出状态2.】、其它小知识(3)1、范性形变的知识对于ci・Fe而言，不是密堆结构，没有一个面其原 孑密度显著地大110)的原子密度最大，但与 其它平面密度相差也不大，其(110)、(112) 和(123)都可能滑移，温度是决定滑移面的一个 因素，在Tm/4 (Tm是金属的熔点)以下，体心 立方晶体的滑移面是(112),中温Tm/4~Tm/2 的情况下是(110),在更高温度下则为(123)2、Y「a相变，西山关系r(lll) 丫〃 (110) °'[110]丫〃 [lll]a我认为这就是为什么很多专利介绍时强调：在热 轧过程中必须有部分相变存在才能获得高磁感 的原因我们已认识到获得高磁感必须提高终轧 温度才行目前的终轧温度尚不够，应提高到870 °C以上效果可能会更明显3、冲剪应力对铁损和磁感的影响冷轧硅钢片在冲剪和铁心紧固等加工过程中，由 于受冲剪应力的影响，将会导致磁性能下降，结 合中小型电机齿宽较窄，最小只有3mm左右的特 点，为了定量分析其变化，我们采用了不同宽度 的试样进行模拟试验研究。

测试方法采用GB/T3655-2000《用爱泼斯坦方圈 测量电工钢片(带)磁性能的方法》进行宝钢、武钢、太钢冷轧硅钢片 ］不同宽度试样铁损增值一宽度宝钢片武钢片太钢片AP10%AP15%AP10%AP15%AP10%AP15%30100.26+9.60.374+6.40.344+12.70.437+7.40.316+12.50.452+8.47.50.347+12.80.551+9.40.427+17.40.706+12.00.398+15.70.578+10.760.538+19.80.919+15.80.632+23.31.027+17.40.593+23.41.029+19.04.30.628+2321.032+17.70.77+28.41.166+19.80.683+27.01.102+20.431.181+43.61.734+29.71.108+40.81.6+27.21.155+45.71.623+30.0P (W/kg)-<-30*300-■-10*300 ——7. 5*300—— 6*300T—4・ 3*300-•—3*300109876543210宝钢、武钢、太钢冷轧硅钢片 ］不同宽度试样磁钢下降值一宽度宝钢片武钢片太钢片AB10%AB25%AB10%△B25%AB10%△B25%3010-0.0291.88-0.0090.55-0.0372.35-0.0090.54-0.0352.25-0.0080.487.5-0.0432.78-0.0110.67-0.0472.99-0.0110.66-0.0513.28-0.0140.856-0.0754.85-0.0191.10-0.0724.58-0.0171.02-0.1016.49-0.0261.574.3-0.0915.89-0.0231.40-0.1046.62-0.0261.56-0.1097.00-0.0291.753-0.22414.49-0.0482.92-0.20012.72-0.0412.46-0.24315.61-0.0513.081.751.7。