無取向硅鋼熱軋組織演變規(guī)律的研究

1、1無取向硅鋼熱軋組織演變規(guī)律的研究無取向硅鋼熱軋組織演變規(guī)律的研究黃璞黃璞郭小龍郭小龍馮大軍馮大軍杜光梁杜光梁(武鋼研究院硅鋼研究所)摘要摘要：本文運用形變儲能、層錯能、交滑移、相變、形變誘導相變和析出、相變應力應變誘導再結晶等概念和原理探討了熱軋組織演變規(guī)律，并分析了4種不同成分鋼種熱軋組織的形成機理。關鍵詞關鍵詞：熱軋組織演變規(guī)律、形變儲能、回復再結晶、相變MicrostructureRevolutionofHotrolledNon

2、ientedSiliconSteelStripPuHuangXiaolongGuoDajunFengGuangliangDu(SiliconSteelInstituteofResearchDevelopmentCenterofWISCO)Abstract:Microstructurerevolutionofhotrolledstripwasinvestigatedfnonientedsiliconsteelbyusingconcepts

3、ofdefmationstedenergyfaultenergycrossslippingphasetransfmationphasetransfmationprecipitationinductedbydefmationaswellasrecrystallizationinductedbyphasetransfmationstrainstress.Thefmationmechanismofhotrolledmicrostructure

4、soffourtypesofsteelwithdifferentcomponentswasanalyzed.Keywds:microstructurerevolutionofhotrolledstripdefmationstedenergyreversionrecrystallizationphasetransfmation1前言前言無取向硅鋼要求具有低鐵損、高磁感的優(yōu)良磁性能，而在各種因素中，熱軋板組織結構將直接影響到冷軋無取向硅鋼成

5、品板的織構和磁性能，因此研究熱軋板組織的形成機理及其規(guī)律具有非常重要的意義。本文就是通過研究分析熱軋組織的演變規(guī)律，為改善無取向硅鋼的磁性能提供理論指導。2實驗方法和過程實驗方法和過程在實驗室用50kg真空電爐冶煉試料，試料的成分見下表1。表1試料成分成分(%)試樣CSiMnPSAlN降低層錯能的元素X1#≤0.00302.520.210.03≤0.00500.31≤0.00300.022#≤0.00300.630.200.03≤0.0

6、0500.20≤0.00300.013#≤0.00302.550.220.03≤0.00500.30≤0.00301.054#≤0.00300.610.210.03≤0.00500.22≤0.00301.02將試料鍛造成10035400mm，加熱到1200℃溫度保溫150min后軋制到2.3mm厚再空冷到室溫，終軋溫度控制在850℃左右。然后裁成2020mm樣品，經磨、拋光和腐蝕即制成金相試樣，3組織；其心部則由于動態(tài)回復速度快、所積累

7、的儲能低，再結晶動力小不足以發(fā)生動態(tài)再結晶，終軋后的組織主要是形變晶粒[1~5]。此外，由于軋件終軋后的溫度較高，隨后空冷時要發(fā)生靜態(tài)回復和再結晶及晶粒長大的過程。靜態(tài)回復速度與形變儲能、層錯能和溫度相關，形變儲能高、層錯能高和溫度高則靜態(tài)回復速度快。靜態(tài)再結晶速度與靜態(tài)回復程度、晶界遷移難度和溫度相關，靜態(tài)回復越充分、晶界遷移越難、溫度越低則靜態(tài)再結晶速度越慢甚至于不發(fā)生再結晶。晶粒長大過程則與殘存儲能、晶界遷移難易和溫度有關，殘存儲

8、能較高、晶界遷移阻力小、溫度高時晶粒長大容易[3]。總體來說，硅鋼熱軋板晶粒組織主要由動態(tài)回復和動態(tài)再結晶及靜態(tài)回復、靜態(tài)再結晶和晶粒長大等過程決定，在軋件厚度方向上(橫截面)從表面→中心的組織分布為：軋件表層主要為動態(tài)再結晶晶粒的進一步靜態(tài)回復組織，中心主要為動態(tài)回復變形晶粒的進一步靜態(tài)回復或靜態(tài)再結晶組織，表層到中心過渡區(qū)主要為部分動態(tài)回復形變晶粒和部分動態(tài)再結晶晶粒的進一步靜態(tài)回復或靜態(tài)再結晶組織。但當熱軋過程中有γ→α相變和第二

9、相析出時，其熱軋態(tài)組織形成規(guī)律的分析研究相當復雜：既要考慮動態(tài)回復、動態(tài)再結晶和靜態(tài)回復、靜態(tài)再結晶、晶粒長大等因素，又要考慮形變對γ→α和第二相析出相變的影響，還要考慮相變和第二相析出物對回復、再結晶及晶粒長大過程的作用。形變儲能的影響將提高γ→α相變和第二相析出的轉變點溫度從而加速了γ→α相變和第二相析出，即所謂的“形變誘導相變和析出”；而γ→α相變通過由于體積效應所產生的相變應力和應變來影響形變儲能的大小從而改變再結晶過程，即相變

10、應力應變所產生的形變儲能積累誘導再結晶過程；第二相析出物通過影響位錯的運動和增殖(有些第二相析出物質點能起位錯源的作用)及湮滅來改變形變儲能、通過阻礙晶界移動來影響再結晶形核、晶粒長大過程[2~6]。根據(jù)上述分析，1#~4#試樣熱軋組織的形成機理和規(guī)律為：1#：(SiAl)%高，成分處于相圖的γ圈以外，熱軋時無相變過程的參與，因此表層為完全再結晶的等軸晶組織，心部區(qū)域為部分再結晶組織和未再結晶的形變晶粒。表層等軸晶內畸變較小、尺寸分布較

11、均勻是終軋后已動態(tài)再結晶晶?？绽鋾r發(fā)生充分回復及晶粒長大所形成的。2#：(SiAl)%低，成分處于相圖的γ圈內，熱軋時伴隨相變。因此表層為再結晶等軸晶晶粒，心部為部分略有伸長的等軸晶組織。表層晶內畸變較大、尺寸分布不均勻是終軋后不充分的動態(tài)再結晶晶?？绽鋾r只發(fā)生部分靜態(tài)回復而來不及充分靜態(tài)回復也沒有晶粒長大過程所引起的(其中包括相變的作用)。心部部分略有伸長的等軸晶晶粒是相變和相變應力應變誘導再結晶綜合作用的結果。3#：X%和(SiAl

12、)%高，高(SiAl)%一方面保證了熱軋時無相變，另一方面使晶格畸變和加工硬化更加嚴重而提高位錯密度及形變儲能；另外，X的加入降低了層錯能，位錯的交滑移阻力增大、動態(tài)回復過程延遲，為再結晶的發(fā)生積蓄了儲能和動力，再結晶能力增強。因此表層為再結晶等軸晶晶粒，心部區(qū)域為部分再結晶組織和發(fā)生了部分回復的未再結晶形變晶粒(層錯能的影響使再結晶與未再結晶晶粒的比例比1#試樣高)。表層晶粒尺寸分布不均勻是已動態(tài)再結晶晶?？绽鋾r由于殘存較高的、不均勻