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      卷繞硅鋼鐵芯材料硅鋼片中特殊元素的作用

      作者:威博特鐵芯   發布時間:2019-03-30 15:05:18 瀏覽次數:
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          卷繞鐵芯材料硅鋼片中具有特殊用途的合金元素:
          1 錫元素的作用
        近幾年,大量研究工作證明,在高磁感取向硅鋼中加入0.05%~0.10%Sn可明顯改善磁性。多數學者認為,錫可在第二相質點MnS和AlN(稱為抑制劑)與基體界面處偏聚,阻礙它們的Ostwald長大,使其更加細小、彌散,從而增強對晶粒正常長大的抑制能力,減小初次晶粒尺寸,在高溫退火后得到更完善的{110}〈001〉二次再結晶組織,提高了取向度和磁性;此外,錫還使?;嘶饡rγ相的分布更均勻,?;笾楣怏w的分散更均勻,從而增大了鐵素體晶粒尺寸,冷軋時形成更多的形變帶,使二次晶粒尺寸減小,鐵損進一步降低。
        由于錫是一種表面活性元素,因此亦有可能在高溫退火的升溫階段在晶界發生偏聚,加強對晶粒正常長大的抑制能力,減小初次晶粒尺寸,從而起到輔助抑制劑的作用。

        何忠治等人、研究了錫元素對硅鋼二次再結晶的影響。根據其試驗結果可知:①從550 ℃開始錫在取向硅鋼中的晶界偏聚濃度隨溫度的升高而下降,在二次再結晶起始溫度950 ℃,錫在晶界仍有一定的偏聚量;②錫在取向硅鋼中的晶界偏聚行為與純鐵中相似,沒有表現出多元系統中各元素間發生強烈交互作用時的典型特征,但由于取向硅鋼的初步再結晶織構較強,數據的分散度明顯高于純鐵的情況;③錫通過在取向硅鋼中的晶界偏聚起了輔助抑制劑的作用,并可降低二次再結晶溫度,這些均有利于發展更完善的{110}〈001〉二次再結晶,增大二次再結晶晶粒尺寸,提高磁性。

          2 銻元素的作用
        已有若干篇論文討論了銻對無取向電工鋼板性能的作用,發現銻的添加對含1 %~2 %Si和0.3 %Al鋼的能耗具有有益的影響。Shimanaka等指出,在無取向Fe-1.85 %Si合金中加入0.01 %~0.08 %Sb,可使退火織構中{111}組分減少,{100}組分增加,且隨著銻含量的增加,織構的這種變化更加顯著;在冷軋無取向硅鋼的再結晶退火過程中,{111}位向晶粒容易在晶界附近形核。由于銻是一種界面活性元素,易在晶界偏聚,因而阻礙了{111}位向晶粒在晶界附近的形核。

        Lyudkovsky采用離子散射譜(ISS)和反極圖技術研究了Fe-1%Si無取向硅鋼中加入0.09%Sb后的晶粒尺寸、硬度及織構的變化情況,得出結論:①銻能夠促進對材料磁性有利的織構組分的形成,在再結晶之前,含銻與不含銻硅鋼在織構上便已經有了區別,對于含銻硅鋼,退火時無論是否脫碳,{110}和{100}組分強度均顯著提高,同時{112}組分強度明顯降低;②與不含銻硅鋼相比,含銻硅鋼在1.5T下磁導率提高100%,在1.7T下磁導率提高30%,另外,鐵損(p15/60)下降約11%,這些性能上的提高是由于含銻硅鋼具有較好的織構和較大的晶粒尺寸;③含銻硅鋼具有較大尺寸的原因可能是由于具有{100}和{110}位向的晶粒邊界遷移性提高,尤其是這些晶粒長大到{111}位向區域時。

        F.Vodopivce等研究發現,(111)面極點密度的值出現在銻含量低時,然后隨著銻含量增加其值逐漸降低,當銻含量增至0.05%時(111)面極點密度約為一定值。(100)面與(110)面軸密度在銻含量約為0.05%時出現高值。

          總結:
        (1) 碳是引起硅鋼發生磁時效的重要元素之一,隨著硅鋼中碳含量的增加,其鐵損增加;而硅能顯著減少硅鋼內的鐵損,但硅含量過高會使硅鋼變脆,并且難以實現軋制變形。

        (2) 硅鋼中雜質合金元素磷主要用來提高硅鋼的沖片性 ,但磷是一種界面活性元素,偏聚于晶界會導致嚴重的晶界脆化。鋁可減少硅鋼鐵芯損失,但降低磁感應強度,且鋁含量高時會使硅鋼變脆。銅可顯著提高硅鋼的防銹能力。氮、硫元素對硅鋼性能總是有害的。

        (3) 錫和銻均是表面活性元素,可使硅鋼退火織構中{111}組分減少,{100}組分和{110}組分增加,從而降低硅鋼鐵損,并提高其磁感應強度。




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