殘余碳對取向硅鋼初次和二次再結晶的影響

取向硅鋼的軋向磁性能優(yōu)良，是電力、電子和軍工等領(lǐng)域不可缺少的軟磁材料 脫碳退火是制造取向硅鋼的一道重要工序，主要作用是脫碳和產(chǎn)生適當的初次再結晶組織[1] 取向硅鋼的脫碳退火過(guò)程比較復雜，其中的碳與濕保護氣氛中的水分發(fā)生脫碳反應并伴隨著(zhù)表面氧化和初次再結晶 過(guò)高的退火溫度和退火氣氛中過(guò)高的水氫比使鋼板表面生成致密的氧化層，阻礙內部的碳向鋼板表面擴散而影響脫碳效果[2,3,4] 初次再結晶使冷軋鋼基體內的位錯密度急劇降低，導致碳的擴散系數顯著(zhù)降低而不利于脫碳[5] 在退火的開(kāi)始階段，脫碳速率由碳在鋼板表面的化學(xué)反應控制[6]，其后的脫碳速率由碳在鋼中的擴散過(guò)程控制[7] 通常在取向硅鋼的兩相區進(jìn)行脫碳退火，碳在鐵素體(α)相中的擴散速度遠比在奧氏體(γ)相中的高[8,9] 隨著(zhù)脫碳過(guò)程的進(jìn)行鋼中殘余碳的含量逐漸降低，γ相逐漸向α相轉變[10] 取向硅鋼基體中的碳含量低于0.0200%時(shí)γ相已完全轉變?yōu)棣料郲11] 生產(chǎn)中通常要求脫碳退火后鋼板中的碳含量低于0.0030%[12,13]，因為過(guò)多的碳在使用過(guò)程中析出而影響磁疇移動(dòng)，降低取向硅鋼的磁性能[14,15,16,17,18] 由于難以控制原始碳含量、保護氣氛、加熱溫度、加熱時(shí)間和鋼板厚度等成分和工藝參數，脫碳退火后鋼的碳含量可能高于0.0030% 鑒于此，本文通過(guò)控制脫碳退火加濕溫度，研究殘余碳對取向硅鋼初次、二次再結晶組織以及磁性能的影響，并討論相關(guān)的原理 1 實(shí)驗方法 實(shí)驗用材料為普通取向硅鋼二次冷軋板(成分列于表1)，其厚度為0.285 mm 沿冷軋硅鋼板軋向截取長(cháng)300 mm、沿橫向寬30 mm的樣品 使用SK型氫氣光亮管式退火爐進(jìn)行脫碳退火，退火均熱溫度為830℃，均熱時(shí)間為2 min，退火時(shí)通入水浴溫度為20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的25%H2+75%N2混合氣，混合氣流量約為2 L/min 每種水浴溫度的實(shí)驗樣品數量為2片 圖1給出了脫碳退火示意圖 Table 1 表1 表1取向硅鋼冷軋樣品主要元素的含量 Table 1Main element content for grain oriented silicon steel subjected to cold rolling Element C