双辊薄带连铸4.5wt.%Si钢再结晶织构及制备工艺优化研究
双辊薄带连铸技术是一项先进的钢铁生产技术。它是将快速凝固以及轧制工艺同步进行，直接生产小于6mm的铸带。近年来，双辊薄带连铸已应用于无取向硅钢的制造。这项新技术，可以将制备流程缩短30%以上，能源消耗及有害气体排放减少25%以上，是各国钢铁企业以及科研学者研究的重点。 本文以制备高磁导率、低铁损的无取向硅钢为目标，设计并连铸了4.5wt.%Si无取向硅钢薄带，利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)以及电子背散射衍射(EBSD)技术对冷轧过程中的金相组织、微观织构以及宏观织构的演变进行了检测分析，并对其再结晶行为以及形核理论进行了探索。论文的研究结果包括： (1)研究了一步轧制和两步轧制工艺，讨论了不同轧制工艺对4.5wt.%Si无取向硅钢的组织、织构演变以及力学性能和磁性能的影响。一步冷轧后的无取向硅钢，可得到典型的冷轧组织。最大的织构强度位于Goss取向处，而不利的织构分量所占比例很高。两步冷轧极大地改变了组织和织构的演变。在第二次冷轧后(7.9%的压下率)，退火后的显微组织由粗晶粒组成，并且再结晶织构表现出强{100}<001>取向和近Goss取向。一步冷轧过程中，再结晶退火后的抗拉强度可达到719.53MPa，但磁性能不如两步冷轧试样。通过第二次冷轧后(7.9%压下率)，磁性能最优，可获得1.612T的磁感应强度(B50)和3.061W/kg，21.43W/kg和25.07W/kg的铁损(P15/50，P10/400和P5/1000)。 (2)研究了不同初始晶粒尺寸组织对无取向硅钢组织、织构以及磁性能的影响。采用双辊薄带连铸技术浇铸出了具有等轴晶组织的连铸薄带，通过合金成分及初始晶粒尺寸的优化设计，将4.5wt.%Si铸带经冷轧及再结晶退火，获得了具有强λ再结晶织构，随着初始晶粒尺寸的增大，最终退火板的{100}织构增多，磁性能进一步提升。 (3)采用初始组织以及轧制工艺的优化，成功制备0.15mm~0.2mm厚的4.5wt.%Si钢超薄带，研究了初始铸带的退火处理，可以抑制不利织构的形成，增加有利织构{100}和{110}所占比重。而退火处理的铸带，经90.5%冷轧压下率及再结晶退火过程后，无畸变的新晶核在剪切带以及晶界处同步进行，γ织构的形核优势被减弱，再结晶完成后形成以{100}<140>和{100}<160>为主导的λ(<100>//ND)织构，但强点集中于{112}<111>组分上。随着冷轧压下率的增大，λ(<100>//ND)织构减弱，退火薄板中主要存在{115}<120>取向、{112}<111>取向以及{110}<223>取向织构，而{112}<111>组分进一步增强。 (4)研究了一次冷轧工艺与二次冷轧工艺对组织以及织构的影响。一次冷轧的最终退火带，再结晶晶粒尺寸较小，平均晶粒尺寸为27.24μm。再结晶织构以α(<110>//RD)织构和γ((<111>//ND))织构为主，且织构强度峰值在{111}<112>组分。相比于一次冷轧法，二次冷轧法有利于释放部分形变储能，抑制γ纤维织构，增大晶粒尺寸以及有利织构组分，再结晶织构是强{113}<251>取向和弱的{112}<111>取向，明显改善其磁性能。
磁性能;再结晶机制;4.5wt.%Si钢;双辊薄带连铸
长春工业大学
硕士
材料科学与工程
祖国庆
2020
中文
TN304.21
2020-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）