偏析元素Sb对无取向硅钢再结晶织构与磁性能的影响

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无取向硅钢是制备电动机和发电机铁芯的关键软磁材料。电力电子行业装备小型化、高频化和高效化的发展趋势,对无取向硅钢性能提出了更高磁感、更低铁损和更低各向异性的需求。影响无取向硅钢磁性能的主要因素为夹杂物数量与形态、晶粒尺寸和再结晶织构。夹杂物与成品晶粒尺寸的优化也已逼近极限,成品再结晶织构的优化成为开发高品质无取向硅钢的关键。无取向硅钢再结晶织构控制目标为强化对磁性有益的λ织构(//ND);适当增强η(//RD)织构;削弱磁有害的γ(//ND)织构。偏析元素Sb被证明具有强化λ和η再结晶织构,削弱γ再结晶织构的积极作用。但Sb的添加量与冷轧压下量对织构优化效果有显著影响。本论文通过调控偏析元素Sb含量与冷轧压下率实现了无取向硅钢的再结晶织构优化与磁性能改善,并利用X-射线衍射和EBSD技术研究了 Sb元素干预下的形变与再结晶织构演变规律,主要结果如下:(1)Sb含量与冷轧压下率对再结晶织构影响显著。各压下率下,Sb的添加均可增强η和λ再结晶织构,其增强效果取决于压下量与偏析元素含量的合理匹配,总体表现为更高的压下率下更有利于增强η和λ织构。另外,Sb的添加可显著削弱γ再结晶织构。(2)随Sb元素添加量的增加,沿轧向(RD)与横向(TD)方向测量的平均磁感先增大后减小,沿RD与TD方向测量的平均铁损先减小后增大。磁感的提升主要是由于再结晶织构的优化,而铁损的降低归因于增大晶粒尺寸与改善再结晶织构的共同作用。(3)Sb元素的添加可对各织构组分的长大速率进行差异化调控。当Sb添加量为0.04%时,η取向晶粒长大具有优势;当Sb添加量为0.06%时,γ织构的长大速率被明显降低,相对于η、λ和α织构,γ织构没有长大优势。
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