無取向硅鋼形變和再結晶織構與軋制參數(shù)的關系研究.pdf

1、無取向硅鋼是廣泛應用于電力、電子、軍工等領域的一種重要軟磁材料，其磁性能主要由再結晶晶粒尺寸和織構共同決定。目前，理論和技術研究主要集中在通過調整工藝參數(shù)優(yōu)化晶粒尺寸，而織構控制方面的研究明顯不足，仍有很大的改進空間。由于再結晶織構顯著依賴于形變織構和微結構，而形變織構在很大程度上受剪切應變分布的影響，因此，可通過調整軋制參數(shù)改變剪切應變分布和微結構進而改善磁性能。故研究軋制參數(shù)與剪切應變分布及形變織構、微結構和再結晶織構之間的關系對于

2、無取向硅鋼的織構優(yōu)化及磁性能改善具有重要的意義。
　　本文以此為背景，采用有限元法計算了同步和異步軋制中的剪切應變分布;采用ODF、EBSD分析織構并進行金相、SEM觀察，研究了軋制溫度和溫軋壓下率對形變織構、剪切帶特征和Goss再結晶織構的影響，并探討了大壓下率軋制無取向硅鋼形變和再結晶織構演變。主要研究結果如下：
　　軋制參數(shù)對剪切應變分布的影響:同步軋制中，剪切應變分布對軋制幾何和摩擦系數(shù)有著復雜的依賴關系。軋制幾何起

3、主導作用時，剪切應變的大小隨軋制幾何和摩擦系數(shù)的增大而減小;摩擦起主導作用時，剪切應變的大小隨軋制幾何和摩擦系數(shù)的增大而增大。基于計算結果構建了剪切應變分布圖(Shear Strain Distribution Diagram)，可便捷表征板材中剪切應變分布與軋制參數(shù)的關系。異步軋制中，剪切應變分布對異步比值的依賴性可歸因于中性點和軋制壓力的變化，它們共同決定了剪切應變的大小和方向。相對于摩擦異步，異速異步和異徑異步可通過靠近慢輥/小輥

4、側中性點較大范圍的移動有效改變剪切應變分布。
　　軋制溫度對形變織構、剪切帶和再結晶織構的影響:常規(guī)硅鋼熱軋板(表層和中心層分別由Goss({110}<001>)和α(RD//<110>)織構主導）經75％壓下率軋制后形變織構沿層厚梯度分布，組織中形成晶內剪切帶，且形變織構和剪切帶形貌特征均隨軋制溫度而變化:20℃和400℃軋制時，織構由α和γ(ND//<111>)組成;600℃軋制時，表層和四分之一層由ε(TD//<110>)和

5、弱α織構組成，中心層由強α和γ織構組成。隨溫度升高，表層和四分之一層的α織構減弱。對于組織中的剪切帶，20℃變化至400℃時，剪切帶特征變化不明顯;600℃軋制時，剪切帶的數(shù)量和密度明顯減少，其原因為回復影響微帶的形成，進而阻礙剪切帶的形成。再結晶退火后，各軋制溫度下均形成沿層厚梯度分布的Goss或近Goss織構，且軋制溫度對初次再結晶Goss晶粒的尺寸分布和晶界特征分布無明顯影響。表明此軋制溫度范圍未實質改變影響再結晶形核的剪切帶特征

6、。
　　溫軋壓下率對形變織構、剪切帶和再結晶織構的影響:400℃軋制50％～85％壓下率后形變織構沿層厚梯度分布，組織中形成與軋向呈～35°和～17°的剪切帶，且形變織構和剪切帶形貌特征均隨壓下率而改變。隨壓下率增大，α織構和{111}<110>組分增強，而{111}<112>組分的強度先增強后減弱，表層和四分之一層在65％時最強，中心層在75％時最強。對于組織中的剪切帶，其數(shù)量和密度先隨壓下率增大而增加，而后在壓下率為85％時，

7、剪切帶明顯減少，且晶粒內部主要為～17°剪切帶。再結晶退火后，除85％壓下率的中心層外，其余壓下率下均形成沿層厚梯度分布的Goss或近Goss主導的織構，但Goss取向的強度和織構強點偏離準確Goss取向的方向隨壓下率而改變。隨壓下率增大，Goss先增強后減弱，65％時各層的Goss織構最強;織構強點偏離準確Goss取向的方向在表層和四分之一層的演變規(guī)律為:沿TD//<110>(50％)偏離→Goss(65％、75％)→沿ND//<11

8、0>(85％)偏離;而中心層Goss在各壓下率下均沿ND//<110>偏離。Goss強度和準確度的變化與剪切帶的數(shù)量、密度、強度及形成剪切帶的形變晶粒的取向密切相關。
　　大壓下率下軋制形變和再結晶織構的演變:形變織構由α和γ組成，但織構強度隨軋制溫度而改變。隨溫度升高，α織構和{111}<110>組分減弱，而{111}<112>組分增強。退火后，再結晶織構顯著依賴于軋制溫度。20℃和400℃軋制時，初次再結晶織構由強γ和弱{11

9、4}<481>組分組成。600℃軋制時，因形變組織中存在較多的剪切帶，表層至四分之一層形成η主導的再結晶織構，中心層形成相對較弱的γ織構和{114}<481>組分。隨退火溫度升高，γ織構明顯減弱，{114}<481>組分持續(xù)增強。{114}<481>組分的持續(xù)強化可歸因于其明顯的尺寸優(yōu)勢及較高頻率的高能晶界(取向差角為20°～45°)。該研究結果為制備近{001}再結晶織構提供了有效的途徑。
　　在本文研究條件下，再結晶織構的改變