Fe-6.5wt.%Si合金,又称高硅钢,具有高的电阻率和磁导率、低的铁损和磁致伸缩系数,对节约能源和降低电器噪音等有着重要意义。丝材制备过程中径向受压应力,轴向受拉应力,有利于塑性变形;而且丝材横截面积小,涡流损耗更低,磁性能更优异,使得高硅钢丝材具有极好的应用前景。本论文不仅通过降低有序度和控制晶粒尺寸形状等传统机制提高高硅钢的加工塑性外,而且采用电致塑性、孪生变形和织构控制等新机制,进一步提高了高硅钢的加工塑性。制定了线棒材制备工艺,优化了高硅钢丝材温拉拔工艺,设计了丝材电塑性拉拔装置和工艺参数,成功低温拉拔出Φ1.Omm丝材。分析了线棒材和丝材制备过程中组织织构演变和有序相变化,研究了丝材的力学性能和磁性能,详细的研究内容如下:(1)在讨论晶粒尺寸、取向和有序相对高硅钢塑性影响的基础上,研究了高硅钢中温变形的变形机制和孪生对高硅钢塑性的影响,研究了孪生变形的影响因素。系统地讨论了以上各因素对高硅钢塑性的影响。有序度降低,单一的<110>丝织构对塑性提高具有重要作用,晶粒尺寸对高硅钢塑性影响程度不如前两者明显。另外,在中温变形过程中,变形机制有两种:滑移和孪生,孪生通过改变晶体的位向,激发进一步的滑移,提高塑性。(2)分析了高硅钢在各变形条件下热压缩过程中的流变应力特点,计算出形变激活能Q和本构方程,绘制了不同应变时的热加工图,并通过分析热加工图,得到理论的轧制参数。讨论了硼元素对轧制过程的影响,硼含量增加,导致Q降低,表明硼元素可提高高硅钢的热变形能力。综合考虑高硅钢热压缩过程的热加工图、试样的表面质量、有序相含量和动态回复再结晶比例,可知高硅钢棒材轧制是可行的,轧制条件为:轧制温度不低于800℃,变形率不高于50%。(3)设计了高硅钢棒材轧制工艺,研究了棒材轧制过程中组织结构演变、有序相变化和力学性能,并与旋锻法制备的棒材进行比较,得到最优的棒材制备方法。高硅钢锻坯经粗轧4道次、中轧4道次和精轧2道次可制备出Φ7.5mm棒材。轧制过程中,晶粒细化,旋转立方织构{100}<011>及高斯织构{011}<100>含量逐渐降低,立方织构和α纤维织构中{112}<110>含量增高,γ纤维织构中{111}<110>一直存在。与旋锻棒材相比,轧制棒材表面质量好、组织结构和力学性能优异,因此轧制法更适合高硅钢线棒材制备。(4)对高硅钢温拉拔工艺进行优化,重点是控制加热温度,拉拔速度,面缩率及中间退火处理,得到性能较好的丝材,保证后续低温拉拔,也研究了温拉拔过程中组织结构演变。优化后的高硅钢温拉拔工艺为拉拔温度650～800℃,面缩率11.5～14%,随拉拔道次增加,温度降低,面缩率降低,并制备出Φ2mm丝材,其室温塑性可达5%以上。温拉拔过程中,显微组织由细小等轴晶状演变为纤维状;<110>取向含量增加;旋转立方织构{100}<001>先增大后降低,铜型织构{112}<111>和γ纤维织构中{111}<110>织构不断增加。(5)根据电塑性拉拔理论,设计电塑性拉拔装置。通过调节面缩率和电塑性拉拔参数,获得可行的电塑性拉拔工艺,并拉拔出直径较细的高硅钢丝材,研究了电塑性拉拔过程中组织结构演变和力学性能。Φ2mm高硅钢丝材可通过电塑性拉拔至Φ1.Omm,拉拔过程中,表面的细小的等轴晶变为拉长晶粒,且表面的变形层逐渐增厚,心部仍然呈现相对略粗的拉长晶粒,同时出现纳米级板条状晶粒;<110>丝织构的最大极密度增大;旋转立方织构{100}<011>强度逐渐增大,高斯织构{011}<100>和γ纤维织构中的{111}<211>组分先增大,后趋于稳定;另外B2相有序畴尺寸极小(10nm以下),D03有序相被抑制。(6)对Φ1.5mm高硅钢丝材进行适当的热处理,并测量直流磁性能。研究了 B和晶粒尺寸对磁性能的影响。在900℃×5h条件下退火,B8、B25和B50分别为1.27T、1.41T和1.54T,最大磁导率可达27400,矫顽力仅为13.37A/m。硼会降低不同磁场下的磁感应强度和最大磁导率,提高矫顽力,而100ppmB的高硅钢丝材中晶粒尺寸略大,导致不同磁场下的磁感应强度(B8、B25和B50)略有提高。与轧制法、甩带法和CVD法制备的6.5%Si板材和薄带相比,Φ 1.5mm高硅钢丝材的磁性能更加优异,证明高硅钢丝材具有可用性。