熱軋硅鋼的組織和高斯織構(gòu)簡要分析

1、熱軋硅鋼的組織和高斯織構(gòu)簡要分析北京科技大學(xué)材料022唐瑞鶴摘要：簡要分析了熱軋硅鋼的組織和取向分布函數(shù) ODF圖中的高斯織構(gòu)關(guān)鍵詞：熱軋硅鋼 X射線衍射法（XRD） 取向分布函數(shù)（ODF）高斯取向A Simple Analysis on Texture and Goss Structure ofHot Rolled Silicon SteelTan gruihe （Uni versity of Scie nee and Tech no logy, Beiji ng, Material 022）Abstract : The texture and Goss structure in the O

2、rientation Distribution Function of the hot rolled Silic on Steel are an alyzed simply.Material Index : Hot Rolled Silicon SteelX-ray DiffractionOrien tati on Distributi on Fun cti onGoss Orien tati on一. 引言硅鋼簡介：硅鋼又稱電工鋼，一般含0.5 % 6.5 % Si和其它一些合金元素，主 要用于各種電機(jī)和變壓器的磁感鐵芯、磁開關(guān)、繼電器和高能加速器的主磁鐵等，是一種重要的金屬功能材料。硅鋼分

3、類： 硅鋼按織構(gòu)可以分為取向硅鋼和無取向硅鋼.取向硅鋼又可以分為 高斯織構(gòu)（即110001織構(gòu)）硅鋼、立方織構(gòu)硅鋼（001100織構(gòu)）和旋轉(zhuǎn) 立方織構(gòu)硅鋼（001110織構(gòu)），后兩者也被稱為雙取向硅鋼。由于磁各向異 性，鐵素體中100晶向最易磁化，110晶向次之，111晶向最難。取向硅鋼 咼頻損耗低，其晶粒組織能夠磁性擇優(yōu)取向，晶粒多以咼斯織構(gòu)（即110001 織構(gòu)）方向沿軋向排列，因而磁性能優(yōu)良，因此取向硅鋼希望得到高斯織構(gòu)。硅鋼按工藝也可分為冷軋硅鋼和熱軋硅鋼。熱軋硅鋼是無取向硅鋼，性 能相對冷軋硅鋼較差，且耗能高，為最初硅鋼生產(chǎn)所采用的工藝?？棙?gòu)： 多晶體的晶粒取向集中在某一個或某些區(qū)域

4、附近的現(xiàn)象稱擇優(yōu)取向，多 晶體的擇優(yōu)取向稱為織構(gòu)?？棙?gòu)可以用極圖、反極圖和取向分布函數(shù)（ODF來 描述。測量織構(gòu)的方法有背散射電子衍射（EBSD法和X射線衍射（XRD法。X射線衍射儀（XRD :入射的X射線和探測器依選定的晶面hkl以符合布拉格 方程(2dsin 0=/)的角度固定。試樣圍繞入射點(diǎn)作空間旋轉(zhuǎn)，使各方位的晶粒都進(jìn) 入衍射方位，連續(xù)測量衍射強(qiáng)度。衍射強(qiáng)度正比于極點(diǎn)密度，按其相應(yīng)的方位標(biāo) 在極射赤面投影圖上，就是極圖。測量若干極圖，就可以計算ODF 取向分布函數(shù)(ODF)：采用空間取向的分布密度來表達(dá)整個空間的取向分布。ODF 根據(jù)極圖的極密度分布計算出來，是三維立體圖，一般用一組

5、截面表示。二. 實(shí)驗(yàn)樣品樣品：熱軋退火硅鋼片樣品命名：HAOO樣品尺寸：14x24x2.4退火溫度：1000C退火時間：2 h侵蝕劑：5%硝酸酒精三. 實(shí)驗(yàn)過程磨樣-拋光-侵蝕-金相顯微組織觀察-X射線衍射儀測織構(gòu)四. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備砂輪，水砂紙，磨樣機(jī)，拋光機(jī)，侵蝕劑，光學(xué)顯微鏡，X射線衍射儀五顯微組織分析放大倍數(shù)：200放大倍數(shù)：500HA00Z:熱軋退火金相照片(退火溫度：1000C，侵蝕劑：5 %硝酸酒精)分析：由組織圖可以看出，晶粒大小不均勻，晶粒尺寸存在較大差別。晶內(nèi)有偏析物，可能是抑制劑AIN和MnS等在加熱過程中完全固溶，在熱軋過程中 彌散析出，且存在一定量的雜質(zhì)。對性能可能造成的影

6、響：大晶粒使晶界減少， 降低磁阻，但同時也使電阻減少，使渦流損失增大；析出物和晶界偏析元素能在 再結(jié)晶時抑制晶粒的長大，便于二次再結(jié)晶；殘留的雜質(zhì)（主要是C）會引起磁 時效；故熱軋硅鋼性能比冷軋硅鋼差，而且能耗較大。六. 極圖分析POLE FIGURE:200可以看出：極圖中心部分擇優(yōu)取向較為明顯七. 取向分布函數(shù)分析 及高斯織構(gòu)的 標(biāo)定0 2 = 454PDF 文件使用"pdfFactory Pro"試用版本創(chuàng)建 Phi27Phil90CPhi2 = 75.0PHIHA00熱軋硅鋼的織構(gòu)Level 1: 1.0Level 2: 2.0Level 3: 4.0Level 4

7、: 8.0三三4一嚴(yán)Ph i2 = 4 0.0Ph i2 = 1 50Ph i2 = 9 0.0Ph2 = 60.0Ph2 = 35.0Ph2 = 1 0.0Ph2 = 85.0Phi2 = 20.0Phi2 = 45.0Phi2 = 70.0Phi2 = 30.0Phi2 = 25.0Phi2 = 50.0Phi2 = 80.0Phi2 = 0.0Phi2 = 55.0Ph i2 = 6 505PDF 文件使用"pdfFactory Pro"試用版本創(chuàng)建 處為高斯取向110<001> )說明：依據(jù)體心立方金屬中高斯織構(gòu)的分布將熱軋退火硅鋼中的高斯取向標(biāo)定如圖八

8、. 結(jié)論熱軋過程中有彌散相析出，且熱軋對織構(gòu)有較大影響，導(dǎo)致其性能相對冷 軋硅鋼較差，而且耗能高，為最初硅鋼生產(chǎn)所采用的工藝。現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的高斯 取向硅鋼都是利用冷軋和二次再結(jié)晶得到110<001>織構(gòu)的。一方面通過冷軋得 到所需的板厚；另一方面，通過控制壓下率，得到所希望的織構(gòu)，在再結(jié)晶時利 于高斯織構(gòu)的晶粒形核。九. 致謝真誠感謝楊老師為我們提供了這次難得的實(shí)驗(yàn)機(jī)會，使我們得到了一次從 書本到實(shí)踐的鍛煉；同時，感謝研究硅鋼課題的黃建平師兄的指引；此外，感謝實(shí)驗(yàn)室人員的幫助以及其他小組成員的合作十.參考文獻(xiàn)金屬學(xué)原理 余永寧編冶金工業(yè)出版社2003冷軋無取向硅鋼的織構(gòu)和組織 性能

9、分析金自立等 特殊鋼2004金屬材料的晶體學(xué)織構(gòu)與各向異性 毛衛(wèi)民編著2002Primary Recrystallization In A Grain Oriented Silicon Steel: On TheOrigin Of Goss 110<001>Grai ns.Scripta materials.Vol.39.No.8.pp 1998實(shí)驗(yàn)體會材料022 唐瑞鶴畢竟是第一次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，一開始我們顯得特別無知，對整個實(shí)驗(yàn)的流程一 片茫然。如何制樣？如何觀察？如何分析？得出什么結(jié)論？除了在金相實(shí)驗(yàn)課接 觸到的淺薄的一點(diǎn)知識之外，其他接近于空白。愈是如此，我愈發(fā)感覺到實(shí)驗(yàn)?zāi)?力的

10、欠缺，因此，非常珍惜這次難得的鍛煉機(jī)會，力求認(rèn)真地去實(shí)踐實(shí)驗(yàn)中的每 一個環(huán)節(jié)。但由于時間的限制和自身知識的不足，我所學(xué)到的可能只是一些實(shí)驗(yàn) 操作的基本知識，而對于如何進(jìn)行更進(jìn)一步的研究仍然很迷茫。收獲：（1） 一定程度上彌補(bǔ)了自己動手能力的欠缺。第一塊樣品磨得比較糟糕， 自己感覺很懊惱；后來幾塊 樣品通過自己慢慢摸索、積累經(jīng) 驗(yàn)，基本符合標(biāo)準(zhǔn)， 自己亦感覺難得的欣慰。（2）接觸了一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備并進(jìn)行了相關(guān)操作。如實(shí)驗(yàn)過程中用到了砂輪、 磨樣機(jī)、拋光機(jī)、鑲樣機(jī)、光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀等設(shè)備。（對于X射線衍 射儀，由于設(shè)備較為貴重，沒有機(jī)會親自操作，但了解了其相關(guān)原理和功能。）（3）了解了硅鋼的相關(guān)知識。如：研究背景，工藝條件，取向特點(diǎn)，發(fā) 展前景等，從最初一無所知到