含Cu低温取向硅钢热轧过程抑制剂析出行为研究

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现代社会的发展离不开电力这一重要能源,取向硅钢是电力系统中重要的软磁材料,这主要得益于的成品取向硅钢中的强Goss织构,而想要获得锋锐Goss织构的条件之一就是在钢中存在细小弥散的第二项质点以抑制初次晶粒的长大。高温生产取向硅钢的传统工艺主要采用MnS和AlN作为抑制剂,其缺点明显,能源消耗大,污染严重。因此以Cu2S作为主要抑制剂的低温取向硅钢逐渐推广,目前已知Cu2S粒子主要在热轧阶段析出,但对于热轧过程各个道次中抑制剂的析出行为研究还较少。本文通过模拟热轧实验的方式,研究热轧过程中各个道次抑制剂的析出情况,为现场热轧工艺的改进提供一定的数据支持和理论指导。本文结合国内某钢厂的含Cu低温取向硅钢的热轧过程进行研究。通过热力学与动力学计算简单分析实验钢中的抑制剂析出行为,并在实验室通过二辊轧机对两种成分取向硅钢开展热轧模拟试验,通过箱式炉进行板坯加热模拟实验。利用透射电子显微镜表征实验钢的抑制剂析出的类型、尺寸与分布,利用蔡司金相显微镜观察实验钢的组织演变行为,通过EBSD分析粗轧后实验钢中的高斯晶粒分布及晶界分布情况。结果表明,实验钢热轧过程中所产生的抑制剂主要为Cu2S、MnS和(Cu,Mn)S。通过理论计算可知实验钢在高温阶段会优先析出MnS,在低温阶段主要以Cu2S析出为主。粗轧过程中,随着轧制道次的增加,组织逐渐细化,板厚方向组织不均匀。粗轧完成后在次表层到1/4层存在较多的高斯晶粒。模拟粗轧过程中,抑制剂面密度随着轧制道次增加而增加,在粗轧的二三道次增加最多,粗轧完成后面密度增至4.36×108个/cm2,抑制剂尺寸增幅不大。模拟精轧过程中抑制剂的种类不变,面密度随轧制道次增加而增加,精轧完成后缓慢增长至5.38×108个/cm2,抑制剂尺寸变化不大。微量稀土Ce的加入推迟了实验钢的再结晶,使实验钢的回复组织增多,再结晶晶粒尺寸减小,次表层高斯晶粒增多,黄铜晶粒减少。同时稀土Ce还使得实验钢在粗轧过程中的抑制剂尺寸减小,(Cu,Mn)S数量增多,精轧过程的抑制剂面密度随稀土的加入有所提高。
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