采用平面流铸技术可制备Fe⁃3 %Si硅钢超薄带,本文研究厚度~0.05 mm的平面流铸超薄带在退火过程中的组织织构与磁性能演变。结果表明,平面流铸带贴辊面与自由面均观察到超细晶组织,织构主要表现为{001}(<001>//ND)织构与铜型({112}<111>)织构。退火过程中,退火温度对组织演变存在显著影响:950 ℃退火时,超薄带自由面及贴辊面晶粒均长大程度有限;当退火温度增加至1 050 ℃时,部分晶粒表现出强长大优势,但保温3 h后仍有大量细小晶粒存在。总的来说,退火前后织构类型未发生转变,{001}织构有所增强体现了此类晶粒的长大优势。磁性能方面,退火前后超薄带的磁感应强度B₅₀₀₀几乎维持在1.68 T左右;950 ℃退火时退火时间延长,并未带来铁损P_1.0/400的显著变化,而1 050 ℃退火时因组织粗化,使得铁损值随保温时间的延长从>40 W/kg逐渐降至~20 W/kg。

高磁感取向硅钢二次再结晶Goss取向({110}<001>)来源于冷轧{111}<112>晶粒中的剪切带。阐明剪切带与基体晶粒取向偏差角关联性,可为进一步提高二次再结晶取向准确度提供新途径。本文采用粘塑性自洽模型结合实验测量的方法,探究了Euler取向空间沿φ₁和φ₂轴偏转10°以内的{111}<112>基体中的Goss剪切带取向偏差角。研究发现,当{111}<112>基体沿φ₁或φ₂轴偏转相同角度时,剪切带与准确Goss取向的φ₁偏差角和φ₂偏差角相近。当{111}<112>基体沿φ₁<90°和φ₂<45°方向混合偏转时,剪切带φ₁偏差角小于φ₂偏差角,而当基体沿φ₁<90°和φ₂>45°方向混合偏转时,剪切带φ₂偏差角小于φ₁偏差角,前者剪切带与准确Goss取向偏差角小于后者。在84°<φ₁<90°且35°<φ₂<46°的{111}<112>基体取向偏转区间,易获得偏差角小于3°的Goss取向剪切带。

平面流铸是一种快速凝固成型技术,因其具有近终形连续生产金属薄带或丝材的能力,受到学术界和工业界的广泛关注。平面流铸工艺技术参数对带/丝成材的成型性与稳定性至关重要。本文总结了各工艺技术参数,包括铜辊的转速、熔液的压力差、喷嘴与铜辊的间隙、喷嘴槽宽、过冷度、凝固速度、冷却速率与传热系数等对带材成型性的影响。同时对平面流铸工艺技术的未来发展进行了展望,采用深度学习中的神经网络算法进一步量化各技术参数影响作用,以及将平面流铸技术应用于晶体带材的工业化生产是其重要的发展方向。

随着国家能效新标准的实施和国家政策的推动,要求变压器制造企业提高变压器能效等级,也促使取向硅钢生产企业提高产品等级。宝钢目前已形成六大系列⁃70余个牌号取向硅钢产品系列,可以满足不同客户的使用需求,近年来宝钢开发出0.18 mm系列取向硅钢新产品,磁性能优异,目前已经实现批量化生产。本文对宝钢0.18 mm 取向硅钢产品及应用进行介绍,可为变压器制造厂家选材起到参考作用。

以3.4 %Si无取向硅钢为研究对象,系统研究了常化温度和退火温度对微观组织、织构特征以及0.25 mm厚度成品板磁性能的综合影响规律。结果表明:通过不同温度的常化处理,可以使热轧板组织实现再结晶及晶粒长大,并影响成品板的再结晶组织、织构及磁性能。随着常化温度的升高,晶粒尺寸明显增大,组织均匀性得到改善,最终退火板中λ纤维再结晶织构(<001>∥ND)明显增强,γ纤维再结晶织构(<111>∥ND)减弱,并且晶粒尺寸增大。所以,随着常化温度的升高,磁感应强度B₅₀逐渐增高,低频铁损P_1.5/50逐渐降低,但高频铁损P_1.0/400先降低后升高。通过不同温度的退火处理也可以改变再结晶组织、织构及磁性能。随着退火温度的升高,退火板中晶粒尺寸明显增大,λ纤维再结晶织构逐渐减弱,γ纤维再结晶织构逐渐增强。所以,随着退火温度的升高,磁感应强度B₅₀先略增高后逐渐降低,低频铁损P_1.5/50逐渐降低,但高频铁损P_1.0/400先降低然后逐渐升高。在常化温度为910 ℃、退火温度为900 ℃时,可获得较高的磁感应强度和较低的铁损指标组合:磁感应强度B₅₀为1.70 T,低频铁损P_1.5/50为2.29 W/kg,高频铁损P_1.0/400为13.27 W/kg。

伴随全球“双碳”战略的深入推进,新能源汽车产业发展迅猛,高牌号无取向硅钢的需求量也随之增长。新能源汽车的设计装配及复杂工况要求驱动电机具备高效率、大转矩、小体积及宽转速范围等特性。基于新能源汽车的行驶特点,其驱动电机对高牌号无取向硅钢的核心要求包括高磁感、高频低铁损、高强度,以及优良的力学性能、良好的冲片性、钢板表面光滑平整且厚度均匀、绝缘薄膜性能优良及磁时效现象微弱等。

针对高合金含量新能源汽车用硅钢试验材料,采用XRD、EBSD和磁性能测量技术对比分析0.20 mm、0.25 mm两个厚度的新能源汽车用硅钢的组织、夹杂物、织构、磁性能及力学性能。结果表明:产品厚度从0.25 mm降低至0.20 mm,样品组织的平均晶粒尺寸降低约7 μm,晶粒均匀性提高;两个厚度产品的织构以{114}<481>、{223}<362>织构为主,α织构强度均较弱;夹杂物的尺寸和种类接近;低频铁损P_1.5/50升高约0.11 W/kg,高频铁损P_1.0/400降低约1.27 W/kg,磁感应强度降低约0.32 T;力学性能相差不大。

通过软件分析和模拟试验轧制等方法,对50W800无取向硅钢热轧温度对热轧组织的影响进行分析。分析结果表明:铁素体⁃奥氏体的转变终止温度为1 115 ℃,奥氏体⁃铁素体的转变终止温度为996 ℃,精轧过程存在两相区轧制;加热温度在1 100 ℃以上时,硫化物和氮化物的析出随温度升高而大幅增多,降低加热温度可以降低无取向硅钢中硫化物和氮化物的析出,可以降低固溶物对晶粒长大的阻碍作用;提高终轧温度,可以提高热轧钢板的晶粒尺寸,形成粗大均匀的铁素体组织,同时可以提高{001}<110>织构比例,有利于无取向硅钢的磁性能提升。

2 %Si硅钢属于中牌号无取向硅钢,在冷连轧过程经常出现断带,断带位置大部分位于焊缝处,严重影响产品质量及轧辊寿命。为了抑制硅钢在焊缝处的断带问题,利用扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、拉伸试验和硬度测试等方法,探讨了在激光模式、光束质量、焦点位置等参数相同的条件下,焊接功率和焊接速度对2 %Si硅钢组织和性能的影响。结果表面:在焊接功率5.8 kW、焊接速度0.03 m/s时,焊接性能最优。

2021年4月,沙钢冷轧酸轧1#线硅钢生产中黑斑问题较为突出,判次量179 t。为调查黑斑缺陷,尤其是4月份黑斑缺陷批量出现的原因,分别从硅钢牌号、缺陷位置、酸轧生产时间、酸洗速度、加酸时间和加酸量等进行了全面分析。结果表明:黑斑缺陷主要出现在热卷头尾20 m以内,其中黑斑缺陷在热轧头部(内圈)下表面占比超90 %,4月的黑斑缺陷主要是由加酸量、再生酸浓度和酸洗速度等三重因素共同作用产生的。通过优化加酸量、规定再生酸浓度和完善酸洗速度等措施,黑斑缺陷得到有效控制。

为研究自粘结涂层工艺对电机效能的影响,分别将采用自粘结、焊接、点胶三种不同工艺的同一牌号无取向硅钢材料放入同一电机模型进行对比。结果表明:采用自粘结工艺的电机相较于其他两种工艺的电机,效率可以提升约0.5 %,铁损降低约10 %。自粘结工艺下的电机具有更低的铁损,电机的高效率区间均高于点胶工艺和焊接工艺,为自粘结涂层工艺在电机上的应用提供参考。

以新能源汽车驱动电机用无取向硅钢为研究对象,针对冷轧带钢力学性能预测难题,创新性地提出“HALL⁃PETCH方程+数据挖掘”的双驱动建模策略。通过整合材料学机理与工业大数据分析,系统构建了高精度的力学性能预测模型。研究首先从300余项生产特征(涵盖化学成分、工艺参数及磁性能数据)中,通过BOOTSTRAP随机森林法进行预测变量筛选,采用了JMP软件进行主成分筛选,主成分可解释度累计达到80.5 %;在主成分筛选的基础上,采用随机森林法、KNN、神经网络和逐步回归等多种机器学习算法进行建模对比分析。实验结果表明,单一模型中随机森林法表现最优(R²=0.987),而通过STACKING集成策略(以随机森林和KNN为基模型,GBDT为元模型)构建的融合模型预测性能显著提升,最终模型的R²达到0.998,RMSE为1.986。该模型已成功部署于制造执行系统(MES),实现了基于在线铁损数据的力学性能实时预测,为生产工艺动态调整提供了可靠依据。

回顾了《硅钢连续退火炉用炭套》行业标准发布实施十周年以来,国产炭套在质量改进与性能提升方面取得的显著成果。通过制定科学合理的行业标准,炭套的抗结瘤、抗氧化、耐磨损及耐氨气侵蚀性能得到显著提升,实现了从依赖进口到全面国产化的转变。对硅钢连续退火炉用炭套的发展趋势进行了展望。