常化工藝對50W350硅鋼織構和磁性能影響規律研究

摘 要：文章研究了常化溫度對50W350織構和磁性能的影響規律，結果表明：熱軋板常化可以明顯改善產品磁性能，常化溫度對成品板織構類型的影響較大；隨著常化溫度升高，對應的鐵損P1.5/50呈下降趨勢，高溫段下降很緩慢；磁感B50基本呈單調遞增，但在高溫階段增幅變緩。

關鍵詞：無取向電工鋼；常化；織構

1 概述

在無取向電工鋼的生產過程中，通常（Si+Al）≤1.7%不進行常化，但對于含硅量較高無相變成分體系的產品，常化可以明顯改善熱軋組織和織構，使熱軋板的未完全再結晶組織在高溫下發生再結晶，使冷軋前的組織為等軸晶鐵素體，為冷軋順序提供保障，同時可以預防瓦楞狀缺陷，改善產品性能[1-3]。文章重點研究了50W350熱軋板在不同常化溫度下成品組織和織構的變化，及其對磁性能的影響。

2 試驗材料及方法

試驗鋼的化學成分如表1所示，試驗用熱軋板取自大生產無取向電工鋼熱軋卷。材料經過頂底復吹轉爐冶煉、RH處理、連鑄、熱軋至2.2mm后分別在950℃、975℃、1000℃和1025℃不同溫度進行常化，之后冷軋并在930±10℃保溫1min進行成品退火處理。

極圖測量儀器是荷蘭帕納科公司生產的X' Pert Pro X射線衍射儀測試織構并采用織構分析軟件進行ODF分析重要織構組分的體積分數。磁性能采用Epstein方圈試樣，利用中國計量院磁性能測試設備，在1.5T，50Hz條件下測量鐵損P1.5/50和在磁感應強度B50。

3 試驗結果

3.1 常化溫度對成品組織的影響

將50W350熱軋板分別在925℃、950℃、975℃和1000℃進行常化， 然后采用單機架軋制經過5道次冷軋至0.5mm厚度，冷軋后的鋼帶均在930±10℃保溫1min進行最終成品退火處理，成品組織如圖1（a）-（e）所示。無論熱軋板是否通過常化，退火后均發生了完全再結晶，且隨常化溫度提高，退火后平均晶粒尺寸有增加的趨勢。

3.2 常化溫度對產品磁性能的影響

試驗鋼成品的磁性能和熱軋板常化溫度之間關系如圖2所示。未經常化處理的成品板磁性能較差，常化后磁性能顯著改善，且隨著熱軋板常化溫度的升高，磁感逐漸升高，鐵損則呈現出先降低后升高的趨勢；當熱軋板經975℃常化后，綜合鐵損和磁感分別為2.75W/kg和1.705T，磁性能基本達到最佳。

3.3 常化溫度對成品板織構組分的影響

經950℃、975℃、1000℃常化，再經過950℃×3min退火后的成品板表層ODF測量結果見圖3。常化后成品板主要為{001}面織構，{111}<121>，較強的{001}<120>和{111}<112>。由圖3可以看出退火溫度對α織構組分影響不大，退火溫度越高，α取向線取向密度越低，織構變化越平緩。950℃常化后成品板γ取向線峰值出現在{111}﹤110>，退火溫度升高，取向線峰值向{111}<112>位向轉移。

為定量表示主要織構組分在熱軋板不同厚度處的比例，將{100}<001>、{110}<001>、{111}<110>、{111}<112>織構組分進行了定量測量，如表2所示。隨著退火溫度升高，有利織構{100}、{110}面織構所占比例增加。

4 分析與討論

熱軋板內部存在的未再結晶的組織經過常化后發生完全再結晶，可以使熱軋板晶粒粗化并更加均勻，晶界減少，析出物聚集粗化，在冷軋后的退火再結晶過程中，易在晶界處形核的{111}面晶粒減少，而{100}或{110}面晶粒增加，因此明顯提高磁性，尤其是B50值。

熱軋板常化溫度在975℃以下時，隨著熱軋板常化溫度的升高，成品的晶粒尺寸增大，晶粒均勻化程度高，對磁性能不利的{111}和{112}織構在減弱，對磁性能有利的高斯織構{110}<100>和{001}面織構增強，因此，鐵損降低。隨著熱軋板常化溫度的升高，常化溫度在1000℃時，雖然對磁性能不利的{111}和{112}織構仍在減弱，對磁性能有利的高斯織構和{001}面織構增強，但由于彌散析出物對磁化的阻礙作用，磁滯損耗增加，鐵損增加。磁感B50主要由晶體織構來決定，隨著熱軋板常化溫度的升高，不利織構一直在減弱，有利織構在增強。因此，磁感隨熱軋板常化溫度的升高而增加。

5 結束語

（1）50W350熱軋板常化可以明顯改善產品磁性能，隨著常化溫度升高，對應的鐵損P1.5/50呈下降趨勢，但在高溫段下降不明顯，在975℃左右鐵損最低；磁感B50基本呈單調遞增，但在高溫階段增幅變緩。（2）熱軋板常化溫度在1000℃以下時，對磁性能不利的{111}和{112}織構在減弱，對磁性能有利的高斯織構{110}<100>和{001}面織構增強，磁性能改善明顯。

參考文獻

[1]何忠治，趙宇，羅海文.電工鋼[M].北京：冶金工業出版社，2012.

[2]菅瑞雄，張文康，杜振民，等.熱軋板常化溫度對冷軋無取向電工鋼退火組織和磁性能的影響[J].特殊鋼，2006，27（4）：31-33.

[3]朱濤，岳爾斌，項利，等.CSP生產高牌號無取向電工鋼常化試驗研究[J].鋼鐵研究學報，2010，22（1）：32-36.

作者簡介：許桂寶（1980-），男，本科，金屬材料工程，從事鋼鐵相關行業。