Влияние кремния и фосфора, технологических операций на формирование структуры и свойства изотропной электротехнической стали

• Автор: Слюсарь, Нелли Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 229 с. : ил.

1.1 Изотропная электротехническая сталь

1.2 Общие требования к изотропным электротехническим сталям

1.3 Технология производства изотропных электротехнических сталей в условиях НЛМК

1.4 Микроструктура и текстура готовой стали

1.5 Влияние легирующих элементов и примесей на микроструктуру, текстуру и свойства стали

1.6 Влияние неметаллических включений на магнитные свойства стали

1.7 Влияние химического состава стали и режимов технологических операций на формирование микроструктуры и текстуры стали

1.7.1. Формирование микроструктуры стали

1.7.2. Формирование текстуры стали

1.7.3. Влияние различных факторов на формирование кубической текстуры при отжиге стали
1.8 Обоснование выбранного направления и цель исследования Глава 2. Материал и методы исследования
2.1. Материал и обработка
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методика приготовления шлифов
2.2.2. Методика определения величины зерна
2.2.3. Методика определения степени рекристаллизации
2.2.4. Методика измерения твердости по Виккерсу
2.2.5. Методика исследования текстуры
2.2.6. Методика измерения магнитных свойств
2.2.7. Методика электронномикроскопического исследования дислокационной структуры методом фольг Глава 3. Изменение параметров структуры и текстуры в процессе производства стали
3.1. Влияние химического состава на механические и магнитные свойства стали
3.2. Влияние химического состава и режимов технологических операций на параметры микроструктуры стали
3.2.1. Микроструктура горячекатаных полос стали
3.2.2. Влияние нормализации на параметры микроструктуры
3.2.3. Микроструктура готовой стали
3.3. Влияние химического состава и режимов технологических операций на текстуру стали
3.3.1. Текстура горячекатаных полос стали
3.3.2. Влияние нормализации на параметры текстуры
3.3.3. Преобразование текстуры стали при холодной прокатке
3.3.4. Текстура готовой стали
3.4. Взаимосвязь параметров структуры и текстуры стали после различных технологических операций
3.4.1. Взаимосвязь параметров структуры
3.4.2. Взаимосвязь параметров текстуры
3.4.3. Взаимосвязь химического состава, структуры, текстуры и магнитных свойств стали
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Исследование неоднородности магнитных свойств, структуры текстуры по ширине полосы
4.1. Неоднородность магнитных свойств по ширине полосы
4.2. Микроструктура стали по ширине полосы
4.3. Исследование текстуры
4.4. Взаимосвязь распределения магнитных свойств и параметров
микроструктуры и текстуры стали по ширине полосы
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Влияние химического состава на первичную и собирательную
рекристаллизацию, формирование структуры и текстуры стали
5.1. Первичная рекристаллизация в стали различного
химического состава
5.1.1. Исследование изменения твердости стали в процессе медленного нагрева
5.1.2. Металлографический анализ первичной рекристаллизации
при медленном нагреве
5.1.3. Электронномикроскопическое исследование тонкой структуры стали в температурном интервале первичной рекристаллизации
5.1.4. Формирование структуры при быстром нагреве
5.1.5. Изменения текстуры стали при медленном и быстром
нагреве
5.2. Влияние химического состава стали на собирательную
рекристаллизацию
5.2.1. Кинетика роста зерна при собирательной рекристалиизации
5.2.2. Изменение текстуры стали при собирательной рекристаллизации
5.3. Выводы по главе
Глава 6. Влияние режимов холодной прокатки на свойства, микроструктуру
и текстуру стали
6.1. Влияние перераспределения обжатий по клетям
6.2. Влияние перераспределения натяжений по клетям
6.3. Выводы по главе Выводы Приложение
Библиографический список
ВВЕДЕНИЕ


Зависимость магнитной индукции В от величины зерна описывается кривой с экстремумом , в других работах отмечается снижение магнитной индукции с увеличением размера зерна. Оптимальная величина зерна составляет по разным данным 0 0 мкм 1, 2, , , , . Большинство работ сходятся на том, что удельные потери возрастают с увеличением разнозернистости структуры. В работе выявили, что доля влияния структурных факторов на формирование магнитных свойств максимальная и составляет около . Наибольшее влияние оказывает размер зерна феррита и разнозернистость. С возрастанием среднего размера зерна отрицательное влияние разнозернистости усиливается. Химический состав изотропных электротехнических сталей подбирают из соображений наиболее низких удельных потерь и наиболее высокой магнитной индукции. Каждый элемент присутствующий в стали оказывает свое влияние на комплекс механических и физических свойств. Наибольшей индукцией насыщения обладает чистое железо, однако, вследствие низкого удельного электросопротивления оно имеет большие потери энергии на вихревые токи. Легирование кремнием и алюминием приводит к повышению электрического сопротивления стали и, соответственно, способствует снижению вихретоковой составляющей потерь на перемагничивание. Кроме того, легирование кремнием и алюминием позволяет связать в неметаллические включения оксидов и нитридов избыточное содержание кислорода и азота в жидкой стали. Особенно благоприятно связывание азота во включения 1. Наличие данных включений крупных размеров в кремнистой стали способствует предотвращению условий возможного формирования текстуры в процессе термической обработки холоднокатаных полос 1. Легирование железа кремнием повышает магнитную проницаемость в слабых и средних магнитных полях, уменьшает коэрцитивную силу, потери на гистерезисе и вихревые токи 1,2, , . С увеличением содержания кремния происходит значительное сужение у области рис. Сталь с содержанием 2 кремния и 0, углерода становится чисто ферритной, что обеспечивает получение в металле крупного зерна феррита проведением отжига при С без фазовой перекристаллизации. Кремний уменьшаег растворимость углерода и азота в стали и снижает склонность е к магнитному старению. Введение в сталь 1 кремния снижает магнитное старение до 6 8. Все эти обстоятельства приводят к снижению гистерезисных потерь, т. Увеличение содержания кремния от 1 до 4 снижает удельные потери Р,5 с 5 до 2,4 Вткг. Вредное влияние кремния проявляется в снижении величины магнитной индукции насыщения, что связано с образованием соединения i рис. Также отрицательно кремний влияет на механические свойства стали. При увеличении содержания кремния значительно снижается пластичность сплавов, а также увеличивается их твердость и хрупкость, что отрицательно влияет на способность к вырубке. Горячая прокатка сплава затруднена при содержании свыше 4,5 кремния. Для холоднокатаных листов содержание кремния не превышает 3,5. Содержание кремния, по массе Рис. Рис. Действие алюминия во многом аналогично действию кремния 1, 2. Сталь становится ферритной при 1 алюминия. Однако укрупнение зерна феррита наблюдается до температуры отжига 0 С. При высокотемпературном отжиге С магнитные свойства ухудшаются в связи с окислением алюминия и образованием глинозема. Марганец несколько повышает потери на гистерезис, как карбидообразующий элемент. В сталях обычно содержится 0,,3 марганца, так как он несколько повышает пластичность. В работе исследован механизм влияния алюминия и марганца, имеющих высокое химическое сродство к таким неметаллическим включениям, как нитриды, сульфиды, оксиды, на состояние сдерживающей фазы с целью ослабления е вредного воздействия на рост зерна и магнитные свойства. Теоретические оценки НееляКондорского приводят к выводу, что коэрцитивная сила может быть существенно снижена при увеличении размера включений до 1,0 мкм и более. Это принципиально важное положение показывает возможность уменьшения магнитных потерь в присутствии вредных примесей. Вткг. Фосфор, как легирующий элемент, аналогичен кремнию и алюминию.