冲剪加工及退火工艺对硅钢组织和磁性能的影响研究

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本文采用超景深三维显微镜、显微硬度计、X射线残余应力仪和硅钢铁损测量仪分别对硅钢试样的显微组织、硬度分布、残余应力分布、铁损和磁感应强度等进行了检测,探究冲剪加工对硅钢片组织和磁性能的影响规律,并且对冲剪后的试样进行750℃×1h真空退火,得到真空退火对恢复硅钢片铁损和磁感应强度的程度。研究发现:(1)冲剪加工对条形无取向硅钢边缘组织影响不明显,但无论是对无取向硅钢还是取向硅钢来说,剪切边缘都会有400μm左右的形变硬化层,400~600μm为形变硬化减弱区域,边缘的硬度和残余应力比中心部位的要大。(2)冲剪后硅钢片的磁性能发生明显的恶化,低、高牌号无取向硅钢和取向硅钢的铁损增加程度达到10%以上,在弱磁场下磁感应强度下降程度达到50%以上,强磁场下磁感应强度几乎不变。(3)无取向硅钢的磁性仍有方向性的差别,沿着轧制方向的铁损和矫顽力要比横向的小,同时磁感应强度比横向的要高。(4)齿形硅钢片因其受几何形状和尺寸的影响冲剪边缘组织发生明显变化,靠近冲剪边缘变形严重,因为产生较大的形变能导致边缘的晶粒比中心部位要略大,同时也会产生400μm左右的形变硬化层,400~600μm硬度逐渐减小;并且冲剪边缘残余应力显著增大,硅钢片齿尖角部、拐点部位残余应力明显高于直剪切边部位,模拟测量的铁损P1.5增加12%。(5)750℃真空退火对条形冲剪试样的组织影响不大,但对齿形试样边缘组织影响较大,因为其边缘形变严重,退火后边缘会发生回复再结晶使边缘晶粒长大,中心晶粒几乎不变。但750℃真空退火都可以使冲剪试样形变硬化减弱,残余应力减小,使铁损和磁感应强度得到一定的恢复,但退火并不能完全恢复试样的磁性能。
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