钢材组织性能的控制
组织性能控制6参考
形变诱导铁素体相变的工艺与现行钢铁生产TMCP接近， 在现有轧制设备上或经过一定改造的设备上就可以实现。 这是这种工艺与其他晶粒超细化方法相比所具备的最大优 势，因而具有良好的应用前景。
2021/3/10
讲解：XX
20
６.3形变诱导铁素体相变[Deformation Induced (Enhanced) Ferrite Transformation,DIFT(DEFT)]
碳素钢和微合金钢运用未再结晶控轧、再结晶控轧以及控 制冷却等晶粒细化工艺获得的铁素体最小平均晶粒尺寸分 别为10μm和4~5 μm，其屈服强度分别为 200~300MPa级和400~500MPa级。
2021/3/10
讲解：XX
1
热加工中的软化过程分为:
1)动态回复;2)动态再结晶;3)亚动态再结晶;4)静态 再结晶;5)静态回复.
动态:在外力作用下,处于变形过程中发生的.
静态:在热变形停止或中断时,借助热变形的余热, 在无载荷的作用下发生的.
2021/3/10
讲解：XX
2
γ动态回复是指钢在热变形过程中，光学显微组织发生改 变前(即在再结晶晶粒形成前)所产生的某些亚结构和性能 的变化过程。是在较高温度形变过程中发生的,通过热激 活使位错偶对消\胞壁锋锐规整化从而形成亚晶及亚晶合 并的过程.
应力。通常认为Xs=0.15~0.2时开始发生再结晶， Xs=0.9时完成再结晶。
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讲解：XX
17
16MnNbR道次间软化率与道次间隔时间的关系
软 化 率， 1 0 0 %
钢组织的智能优化性能控制系统研究
Ａ ３以上 的温度 控 制冷 却至 相变温 度 区域 。特别 是， 制轧 制与 轧后控 制冷 ｒ 控 却相结 合， 以在 降低合 金元 素添加 量或碳 含量 的条件 下， 强化钢 材强度 的 可 在 同时保 持其 较高 的低 温韧性 。对 微合 金钢， 控制冷 却过 程 中起 作 用的 强化机 制 主要 是双相 组织 即铁素体 和 贝氏体产 生 的相变强化 、铁素 体 晶粒 细化及 微 合 金元 素 碳 氮化 物 产生 的沉 淀强 化 。 轧后在 线冷 却过程 最大 的差别在 于冷 却速率 和强 制冷却温 度 。作为控 制 冷 却过程 的加 速冷 却， 其最佳 的冷 却速度 应 当在 实际热 轧过 程能够 实现 。直 接 淬火 的 目的是为 了获 得马 氏体 或贝 氏体等 低温 相变产 物 ， 然后 需要进 行 回 火 。在 间断式加速 冷 却 （Ａ ） 直接 淬火 中， ＩＣ或 强制冷 却终止 于某 一温度 ， 后 然 进行 空冷 口。虽然在 不连续 直接 淬火 中， 终冷温 度必 须低 于马 氏体或 贝 氏体 转变 温度 ， 间断 式加速 冷却 的终 止温度 则会 随冷 却速 度、钢 的淬 硬性和 轧 但 制条 件而 有较大 的变 化 。控制冷 却一 般从 Ａ ３以上 的温度 开 始， 相变终 了 ｒ 在 温度 附近 （５ ￣５ ０ ） ５ ０ ０ 度 结束 ， 后进行 空冷 。控冷 后 的组织一般 为细 晶粒铁 然 素体 ＋微 细 弥散 型 贝 氏体 。 ４控制 轧制和 控 制冷 却工 艺研 究 控制 轧制和 控制冷 却的主 要 目的是细化 钢的组 织， 提高 钢的强 度和韧 性， 同时节 约资源 ， 使生 产工艺 流程简化 ， 并充 分发挥微 合金 元素 的作用 。与传 统 ＳＮ相 比， Ｊ ， 控轧控 冷＿艺 减少 甚至取 消 了变 形后 的热处理 ， Ｌ 因而大大 节约 了钢 铁 生产 的能源 消耗 ， 并且 提高 了优质钢 材 的生产 能力 。 而且控 制轧制 之后 的控 制 冷却， 以对冷 却过程 的相 变进行 控制 ， 现相变 强化 、细 品强化 以及析 出 可 实 强 化等 多种强 化方式 的有 效结合 ， 能够 进一 步提高 钢材 的强度 而不牺牲 韧性 。 适当 的降低变 形温度 ， 变形在 奥 氏体未再结 晶区进 行， 有效地 增加形 使 可 变 奥 氏体 的 晶界 、形变 带和位 错孪 晶等 晶体 缺陷， 从而 提高铁 索 体形核 的有 效 晶界面 积， 进而 提高铁 素体 的形核 率， 细化铁 素体 晶粒 。变形 温度 比较高 时 在 奥 氏体 再结 晶区变 形后直接 冷却 ， 使先共析 铁素体 析 出比较少， 形成大 量 贝 氏体 。变形温 度 降低 ， 接近相 变温度 ， 变形和 冷却过 程 中析出等轴 状先 共析铁 素体 。并 且在 奥 氏体 未再 结 晶区变 形， 氏体 晶粒 比较 大， 奥 变形 后冷 速较 快 时， 使得 铁 素体 只在 晶 界有 少量 析 出， 奥 氏体 晶粒 内部 主要是 大 量的 贝 氏 在 体 。同时未再 结 晶大 压下 使奥 氏体被 拉长， 并且 出现 了形变带 ， 素体形 核 点 铁 增加 ， 得铁 素 体 晶粒 细化 。 使 ５钢 组织 性 能控制 系统 测试 实验 结果 和分 析 轧后 产 品延纵 向取样 ， 照Ｇ 按 Ｂ／Ｔ ２ ＿ ２ ０ 标准 加工成 标距 为５ ｒ ｍ ｝ ２８ ＿ ０２ ０ ａ ￣ 比例拉 伸试样 ， ＩＳＲ Ｎ电子拉伸试 验机 上进行 拉伸试 验 ： 在 Ｎ ＴＯ 按照 标准加 工成 ３ｍ× １ｒｍ× ５ ｍ ｍ ０ａ ５ｍ的非标 准 ｖ型缺 口冲击试 验， Ｊ Ｗ ５０ 显式冲击 试 在 Ｂ一 ０ 屏 验 机上 进行冲 击试验 ， 试验 结果如表 １ 试 样屈 服强度 较 Ｑ ４ 提 高， 。 ３５ 塑性和 冲 击 性 能 良好 。 结语 通过 以上对 工艺 的研 究分析， 结合刚组织 性能的特 点和对其控制 的必要性 的要求 ， 借鉴 控制 轧制和控 制冷 却过程 分析 结果， 上述钢 组织性 能控 制系统测 试 实验 结果证 明 了钢 组织 的智能优 化性 能控制 系统 的优 越性 。通过 小批量 的 试 产，良率高 、成 本低 ，适宜 大规 模 生产 推 广 。 参 考 文 献 ． ［ ］ 李龙 ， 云祯 ， １ 孝 丁桦 等 ．低 屈强 比高 强度 耐 火建 筑钢 的 实验研 究 ［ ］ ０ ２ 全 国轧钢 生产 技术 会议 论文 集， Ｃ ．２ ０ ， 冶金 工业 出版 社， ０ ２：３ ～ ２０ ４４
钢内部组织及对钢性能的影响
钢内部组织及对钢性能的影响钢是由铁和一定比例的碳组成的合金材料。
它的内部组织对钢的性能产生了重要影响。
钢的内部组织主要包括晶粒、杂质、孪晶和相结构等。
首先，晶粒是钢材内部组织的基本单位。
晶粒是由原子构成的，其大小和形状对钢的性能有重要影响。
晶粒越细小，钢材的强度和韧性通常越高。
这是因为细小的晶粒使得晶界面积增加，晶界是材料中的弱点，对晶体的外部应力起强化作用，从而提高了钢材的强度。
此外，小晶粒也能阻碍晶体的滑移和移位，增加了材料的韧性。
其次，杂质是影响钢性能的重要因素。
杂质包括各种非金属元素和气体，例如硫、磷、氧等。
这些杂质会导致钢材的焊接性、韧性和脆性发生变化。
例如，过多的硫和磷会造成热脆性，降低钢的韧性。
氧化物杂质会导致钢材的剥离、气泡等缺陷，降低钢的强度和韧性。
孪晶是一种特殊的晶界结构，在钢材中具有重要影响。
孪晶是指在塑性变形过程中，晶体沿着特定的输运方向发生薄穗形变而形成的细小晶粒。
钢中的孪晶具有高应力集中和位错富集的特点，使得材料的塑性发生显著变化。
一般情况下，孪晶会降低钢的韧性和抗疲劳性能。
最后，相结构是钢材内部组织的另一个重要特征。
相是指钢材中存在的各种化学成分在固态下形成的组织。
钢中常见的相有铁素体、贝氏体、马氏体等。
不同的相结构会导致钢的力学性能、耐磨性、耐蚀性等发生变化。
例如，贝氏体具有高硬度和强度，常用于制造刀具等需要高耐磨性能的工具钢。
马氏体则具有较高的强度和耐磨性，常用于制造高强度的汽车零件等。
综上所述，钢的内部组织对其性能具有重要影响。
晶粒的大小和形状、杂质的含量、孪晶的形成和相结构的类型等因素都会对钢的强度、韧性、焊接性、脆性、耐磨性以及耐蚀性等产生重要影响。
因此，在钢材的制备和应用中，需要对钢的内部组织进行合理控制，以获得理想的性能和使用效果。
钢材组织性能的控制(最全)
检验→入库
1．加热
提高加热温度、延长加热时间对磁性有利
① 使有利夹杂充分固溶 ② 铁素体晶粒尺寸变大 ③ 使有害夹杂聚集长大，减小其有害性 ④ 脱 C↑ ⑤ 减小偏析现象 板坯的加热温度控制在 1300℃左右，最高 可达 1350℃。
２．热轧 ① 终轧温度 T终℃＞ 850℃ ε↑，等轴晶深度↑ 快
T卷℃≤620℃， 若卷取温度高，就会导
致AlN析出，不利于形成饼形晶粒。
② 冷轧工艺控制 总压下率在 30%~65% ，冲压性能最好
ε↑↑ ， d↓↓ →
电机用硅钢：要求磁各向异性越小越好，纵横方向的 B25 差别小于10% 变压器用硅钢：要求轧制方向为[001]晶向，B↑ 采用有取向的硅钢片 (100)[001] 或 (110)[001]
４．磁致伸缩小
５．表面质量好，厚度均匀
表面平整，填充系数高
厚度不均，噪音增大，电机振动增大
二．影响电磁性能的主要因素 １．晶粒大小 d↑ → B↑、P↓ 磁性好 如图示：d ↓ ，P1 ↑
电机 变压器 厚 0.5 mm 厚 0.35mm 1.0 ~ 2.5%Si 3.0 ~ 4.5%Si
冷轧硅钢片：≤ 3.5%Si 无取向硅钢片 多用于电机
取向硅钢片
2.8 ~ 3.5%Si
单取向硅钢片：高斯织构 (110)[001]
变压器
厚0.35mm
双取向硅钢片：立方织构 (001)[100] 仪表工业 厚0.025 ~ 0.1mm
——ζs／ζb
d↑， ζs ↓—— ζs／ζb ↓，冲压性能↑
d↑↑， ζb ↓—— 杂质因晶界减少而集中，
脆性↑，冲压制品表面易 出现桔皮状
一般，适宜的晶粒尺寸为 6~8 级
钢材控制轧制和控制冷却
钢材控制轧制与控制冷却姓名:蔡翔班级:材控12学号:钢材控制轧制与控制冷却摘要:控轧控冷就是对热轧钢材进行组织性能控制得技术手段,目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材与钢管等钢材生产得各个领域。
控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式,使钢材得强度韧度得以提高。
Aｂstract: cｏntrolled rolling is cｏntrｏlleｄcooｌｉｎg of hot ｒoｌlｅd sｔeel orgaｎｉzaｔｉon ｐerｆoｒmanｃe ｃontrol tecｈnology, has been ｗideｌy useｄｉｎthe hot ｒｏlled ｓtrip steeｌ,plaｔe,ｓｔeｅl,wｉre rod aｎd stｅeｌｐｉpｅaｎd oｔhｅr ｓｔeel products pｒoｄuction fiｅｌdｓ。
Ｃontroｌｌｅｄrollinｇtechｎology of contｒｏllｅd coolｉng cａn pas ｓover ａssaｕltｉng a police officer, phasｅtransｆｏｒmａtiｏｎsｔｒengthening and so oｎ,to iｍproｖe the ｓtｒengｔｈoｆtｈe steelｔoｕg ｈnｅss、关键词:宽厚板厂,控制轧制,控制冷却1。
引言:控轧控冷技术得发展历史:20世纪之前,人们对金属显微组织已经有了一些早期研究与正确认识,已经观察到钢中得铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。
2０世纪20年代起开始有学者研究轧制温度与变形对材料组织性能得影响,这就是人们对钢材组织性能控制得最初尝试,当时人们不仅已经能够使用金相显微镜来观察钢得组织形貌,而且还通过X射线衍射技术得使用加深了对金属微观组织结构得认识、1980年OLＡC层流层装置投产,控轧控冷在板带、棒线材等大面积应用,技术已成熟,理论进展发展迅速、2 控轧控冷技术得冶金学原理2。
控轧控冷工艺基本原理
控轧控冷工艺基本原理控轧控冷工艺是一种通过控制轧制和冷却条件来调控钢材的组织和性能的加工工艺。
其基本原理是通过控制轧制温度、变形程度和冷却速度等参数，实现对钢材组织和性能的调控。
1. 控轧工艺原理控轧是指在钢材的轧制过程中，通过调整轧制温度和变形程度等参数，控制其组织和性能的加工工艺。
控轧工艺的基本原理是通过控制轧制温度和变形程度，调整钢材的晶粒度、相组成和形貌等因素，从而实现对钢材性能的调控。
在控轧过程中，调整轧制温度可以影响钢材的晶粒度和相组成。
通过控制轧制温度的高低，可以实现晶粒细化或粗化，进而影响钢材的力学性能和韧性。
同时，调整轧制温度还可以改变钢材中的相组成，如奥氏体、铁素体和贝氏体等的含量和分布，从而调节钢材的强度、硬度和耐腐蚀性能。
控轧过程中的变形程度也对钢材的组织和性能产生重要影响。
通过控制变形程度，可以实现钢材的晶粒细化、相变和组织调控。
在轧制过程中，钢材受到外力的变形，晶粒会发生形变和细化，从而提高钢材的强度和韧性。
同时，变形程度还可以引起钢材中的相变，如奥氏体向铁素体的相变，进一步改善钢材的性能。
2. 控冷工艺原理控冷是指在钢材的冷却过程中，通过调整冷却速度和冷却方式等参数，控制其组织和性能的加工工艺。
控冷工艺的基本原理是通过控制冷却速度，调整钢材的组织和性能。
在控冷过程中，调整冷却速度可以影响钢材的相组成和组织形貌。
通过控制冷却速度的快慢，可以实现钢材中相的相变和组织的调控。
当冷却速度较快时，钢材中的相变会受到限制，从而形成细小的相和均匀的组织。
相反，当冷却速度较慢时，钢材中的相变会较为充分，形成较大的相和不均匀的组织。
不同的冷却速度会影响钢材的强度、硬度和韧性等性能。
控冷过程中的冷却方式也会对钢材的组织和性能产生影响。
不同的冷却方式，如空冷、水冷、油冷等，具有不同的冷却速度和冷却效果。
通过选择合适的冷却方式，可以实现钢材组织的定向调控，从而达到钢材性能的要求。
3. 控轧控冷工艺的应用控轧控冷工艺广泛应用于钢材的生产和加工过程中。
钢材的组织结构与力学性能研究
钢材的组织结构与力学性能研究钢材作为一种广泛应用于建筑、制造和工程等领域的重要材料，其性能的研究对于提高材料的质量和效率至关重要。
钢材的组织结构与力学性能之间存在着密切的关联，探索这种关联有助于优化钢材的性能。
首先，钢材的组织结构对其力学性能具有重要影响。
钢材的组织结构可以分为晶粒、相、晶界等多个层次。
晶粒是钢材中最小的结构单元，晶界是相邻晶粒之间的界面。
晶粒的大小和形状直接影响着钢材的强度和韧性。
晶粒尺寸较小的钢材通常具有更高的强度，而晶粒尺寸较大的钢材则具有较好的韧性。
相的种类和分布对钢材的性能也有重要影响。
不同的相可以提供不同的强度和硬度，并影响钢材的塑性和变形行为。
而晶界则对钢材的强度和断裂韧性具有显著影响。
晶界的移动和滑动会导致钢材的塑性变形，而晶界的断裂则决定了钢材的韧性。
其次，钢材的组织结构与力学性能之间的关系可以通过多种材料科学和力学测试来研究。
一种常用的方法是通过金相显微镜观察钢材的组织结构。
金相显微镜可以用来观察晶粒的大小和形状、相的分布以及晶界的形貌。
这种观察可以为进一步分析钢材的性能提供基础。
另外，通过力学测试如拉伸试验、压缩试验和冲击试验等，可以得到钢材的力学性能参数，如强度、韧性和硬度等。
将这些力学性能参数与钢材的组织结构进行对比和分析，可以揭示出二者之间的内在关系。
此外，钢材的组织结构和力学性能的优化研究也十分重要。
通过合理设计和控制钢材的组织结构，可以达到提高其力学性能的目的。
例如，通过调整热处理参数可以控制钢材中的相变和晶粒尺寸。
合理的热处理过程可以使得钢材中形成所需的相结构和晶粒尺寸，从而实现力学性能的优化。
此外，通过掺入一定比例的合金元素也可以改变钢材的组织结构和性能。
添加合金元素可以改善钢材的强度、硬度和韧性等性能指标。
总之，钢材的组织结构与力学性能之间存在着密不可分的关系。
对于钢材性能的研究和优化需要综合运用材料科学和力学的方法。
进一步的研究不仅可以帮助优化钢材的性能，也对于提高加工工艺和应用领域的效率具有重要意义。
钢材的控制轧制和控制冷却
钢材的控制轧制和控制冷却一、名词解释：1、控制轧制：在热轧过程中通过对金属的加热制度、变形制度、温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能。
2、控制冷却：控制轧后钢材的冷却速度、冷却温度，可采用不同的冷却路径对钢材组织及性能进行调控。
3、形变诱导相变：由于热轧变形的作用，使奥氏体向铁素体转变温度Ar3上升，促进了奥氏体向铁索体的转变。
在奥氏体未再结晶区变形后造成变形带的产生和畸变能的增加，从而影响Ar3温度。
4、形变诱导析出：在变形过程中，由于产生大量位错和畸变能增加，使微量元素析出速度增大。
两相区轧制后的组织中既有由变形未再结晶奥氏体转变的等轴细小铁素体晶粒，还有被变形的细长的铁素体晶粒。
同时在低温区变形促进了含铌、钒、钛等微量合金化钢中碳化物的析出。
5、再结晶临界变形量:在一定的变形速率和变形温度下，发生动态再结晶所必需的最低变形量。
6、二次冷却：相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。
二、填空：1、再结晶的驱动力是储存能，影响其因素可以分为：一类是工艺条件，主要有变形量、变形温度、变形速度。
另一类是材料的内在因素，主要是材料的化学成分和冶金状态。
2、控制冷却主要控制轧后钢材冷却过程的（冷却温度）、（冷却速度）等工艺条件，达到改善钢材组织和性能的目的。
3、固溶体的类型有（间隙式固溶）和（置换式固溶），形成（间隙式）固溶体的溶质元素固溶强化作用更大。
4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同，将控制轧制划分为三个阶段，即奥氏体再结晶型控制轧制、奥氏体未再结晶型控制轧制、在A+F两相区控制轧制。
5、以珠光体为主的中高碳钢，为达到珠光体团直径减小，则要细化奥氏体晶粒，必须采用（奥氏体再结晶）型控制轧制。
6、控制轧制是在热轧过程中通过对金属的（加热制度）、（变形制度）、（温度制度）的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合使钢材具有优异的综合力学性能。
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7.2 冲压性能的控制 一．冲压性能 １．概念 冲压： 材料在冲头与模具 作用下，产生塑性变形得 到一定形状和尺寸的过程 产品：壳体零件、杯形件 原料：板料，也叫板冲压
冲压性能：材料能顺利地完成冲压过程而不破坏的能力
２．冲压性能的测定 ① 模拟法 (a)杯突法
适用于 h≤ 2mm的板带材 冲头压入直到材料产生裂纹， 此时所压入的深度值 △h，即为 金属的杯突深度，也叫杯突值。 △h 越大，冲压性能越好
磁化力，叫矫顽力
矫顽力的大小反映了磁 性材料保存剩磁状态的 能力
P1 ∝ fn·An
fn —— 电流频率
An —— 回线面积
磁滞回线所包围的面积越大，磁滞损耗也越大
因为 An ∝ Hc 所以 P1 ∝ Hc 矫顽力越大，磁滞损耗越大
② 涡流损耗 P2 由于交变磁场产生的感生电 流在铁芯内形成涡流而引起 的功率损耗 感生电流所产生的磁场与 原 磁场方向相反，阻碍材料的 磁化，并使外磁场能量转变 成热量。
初退火→酸洗→ 第一次冷轧成 0.7mm厚的板卷
→ 中间退火→第二次冷轧成 0.35mm厚的板卷
→脱C退火→涂 MgO粉(以防高温退火时粘结)
→ 高温退火→ 涂绝缘层→拉伸退火→剪切→
检验→入库
1．加热 提高加热温度、延长加热时间对磁性有利
① 使有利夹杂充分固溶 ② 铁素体晶粒尺寸变大 ③ 使有害夹杂聚集长大，减小其有害性 ④ 脱 C↑ ⑤ 减小偏析现象 板坯的加热温度控制在 1300℃左右，最高 可达 1350℃。
不多 饼形晶粒 厚度方向晶界多，位错移动阻力大，
不易变形，而宽向易变形，使 R ↑， 冲压性能↑
③ 晶粒取向 (111)晶面平行板面，R↑，冲压性能好↑ 因为 ＜111＞⊥(111)， ＜111＞方向为厚度方 向，不易变形， R↑ 所以，为了提高板材的深冲性能，应设法增加 平行于板面的(111)织构。
２．夹杂物 ① 不利夹杂物 碳化物、硫化物
夹杂物呈脆性，造成冲压开裂 ② 有利夹杂物 AlN
(a)在冷轧后退火再结晶时沿轧向平行析 出，阻碍晶粒沿厚度方向长大，使晶 粒成为伸长的薄饼形状。
(b)AlN的形成，使钢中的自由N 浓度↓， 不易产生屈服效应，表面质量↑
３．形变时效 (a) σs ↑，屈强比↑，冲压性能↓ (b)形成吕德斯带，使冲压件表面质量↓ AlN的形成，使时效倾向↓
７．钢材组织性能的控制
7.1 电磁性能的控制 硅钢 —— Fe－Si 合金
主要用于电机及变压器的铁芯 分类： 按用途来分： 电机硅钢、变压器硅钢 按化学成分来分：低硅 （0.8 ~ 1.8%Si）、
中硅（ 1.8 ~ 2.8%Si）、 高硅（ ＞ 2.8%Si）
按轧制工艺来分： 热轧硅钢片、冷轧硅钢片
三．冲压性能的控制
１．化学成分
① C ↑，σs ↑，屈强比↑； 易形成柯氏气团、表面皱折
C% ≤ 0.08%
② Al ↑，固溶强化↑， σs ↑，屈强比↑；
但要保证形成适量的 AlN
Al%取 0.02~0.07%
③ Si、Mn 固溶强化↑， σs ↑ Si% 取 0.03% 左右， Mn%取 0.4% 左右
拉伸试验，测出σs、σb、δ 确定材料的屈强比 σs／σb 塑性变形比 R
(a)屈强比σs／σb 反映材料加工硬化能力的大小
σs／σb↓，冲压性能↑ —— σs 小，变形抗力小，材料易变形 —— σb 大，材料不易断 说明材料加工硬化能力大，不易产生细
颈，不易断裂
(b)塑性变形比 R
板材在宽度和厚度方向上产生塑性变形
夹杂物的影响程度与其数量、形状和弥散 程度有关
Hc ∝ V·K/d’ V —— 夹杂物体积 K —— 夹杂物形状 d’—— 夹杂物直径
d’↓，Hc↑
即夹杂物越细小，影响程度越大
② 有利夹杂物 属于不稳定的，如 AlN、MnS 有利夹杂必须具备以下条件： (a)以细小弥散的质点均匀分布，强烈
地阻止初次再结晶晶粒的正常长大。
电机用硅钢：要求磁各向异性越小越好，纵横方向的 B25 差别小于10%
变压器用硅钢：要求轧制方向为[001]晶向，B↑ 采用有取向的硅钢片 (100)[001] 或 (110)[001]
４．磁致伸缩小 ５．表面质量好，厚度均匀
表面平整，填充系数高 厚度不均，噪音增大，电机振动增大
二．影响电磁性能的主要因素 １．晶粒大小
P2∝ fn·B·h/ρ
h —— 铁芯厚度 ρ——铁芯电阻率
ρ↑、h↓→ P2 ↓ ③ 剩余损耗 P3
除P1、P2外的其它功率损耗 铁损 P = P1＋P2＋ P3 对硅钢片的要求：
磁感应强度高 B↑→μ↑
铁芯损失低
P↓→ ρ↑、h↓、 Hc ↓
３．磁各向异性 用Fe－Si单晶体试验可知： [100]晶向最易磁化 [111]晶向最难磁化
第二次冷轧的总压下率对磁性影响大 1 ① 第一道次压下率 ε1≈ 35%为宜 这时冷轧织构中的(111)[112]组分加强，再 结晶退火→ (110)[001]织构，使成品的取向 度和磁性提高。 ② 总压下率 实验表明，εⅡ ＝50%为 好，成品(110)[001]取向度最高，铁损最低。
第二次冷轧总压下率 P10/50
５．铁芯厚度 h 涡流损耗 P2 ∝ fn·B·h/ρ h↓，P2↓ 另： h↓ ，单位厚度铁芯内的界面增多，磁化
阻力增加，矫顽力增大，磁滞损耗 P1 ↑
当温度、晶粒尺寸、取 向度不变时 钢片厚度与铁损的关系 如图示
三．轧制工艺制度的控制
典型生产工艺流程:
12
冶炼→铸锭→开坯→热轧成 2.2mm厚的板卷→
可作为板材各向异性的指标
二．影响冲压性能的因素 １．晶粒
① 晶粒大小 ——σs／σb
d↑， σs ↓—— σs／σb ↓，冲压性能↑ d↑↑， σb ↓—— 杂质因晶界减少而集中，
脆性↑，冲压制品表面易 出现桔皮状
一般，适宜的晶粒尺寸为 6~8 级
② 晶粒形状 R 大量实验证明，具有饼形晶粒的板材，其冲压性 能比具有等轴晶粒的好得多 等轴晶粒 宽向和厚度方向对位错移动的阻力差
(b)在二次再结晶温度范围，夹杂物聚集， 并随温度升高而溶解，促使二次再结晶 晶粒择优长大而获得(110)[001]高斯织构。
(c)高温成品退火时，由于退火气氛 H2 的作 用而将S和N去除掉，或在高温下使这些 夹杂物聚集成更大的颗粒而减少其有害 的影响。
４．化学成分 最不利元素 C ——使 γ区扩大 高温退火时，使织构破坏，取向度↓ —— 与铁形成间隙式的固溶体 使晶格畸变↑，内脆 因此，希望 C%↓↓，一般 C%＜0.02%
冷轧硅钢片电磁性能优于热轧硅钢片： B↑ 25% P↓ 30~40% 体积减少30~40% 电能↓
一．电磁性能的概念
１．磁感应强度 B （磁通密度）
定义：在垂直磁场的方向上，材料内部单位面
积通过的磁力线条数
B0 = μ0nI = μ0 H
μ0 —— 真空导磁率
加铁芯后： B总 = B0 ＋B芯 ≈ B芯 ＝ μrμ0nI
＝ μH
μr —— 相对导磁率
μ：反映材料密集磁力线的能力，即磁化能力
的大小。 μ↑、B↑ 表示易磁化
２．铁芯损失P 单位重量硅钢片在交变磁场作用下的 功率损耗 ① 磁滞损耗 P1 由于磁感应强度的变化始终落后于
磁场的变化 所引起的功率损耗
H=0, B=Br 剩磁现象 Br ：剩余磁感应强度 Hc ：克服剩磁所加的
４．退火
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① 初退火
热轧后退火
目的：使组织均匀化、去除应力、脱C ② 中间退火（初次再结晶退火）
—去除应力，消除加工硬化，为第二次冷轧作
准备
—完成初次再结晶，在 (111)[112]织构的基础
上形成少量(3~5%)(110)[001]再结晶织构。
—脱C
③ 脱C退火 —— 脱C —— 形成 SiO2薄膜 涂隔离层 MgO，以防高温退火时带钢发
的比值
R = εb/εh
R＞1， εb ＞ εh ，说明板料在宽向容
易变形，而在厚向不容易变形，产生细颈
的可能性下降，冲压性能好
因为板材都是轧制而成，存在各向异性， 各方向的R不同 R平均 =( R0 + 2R45 + R90)／4 R0 、 R45 、R90 分别为沿与轧向成 0°、 45°、90°角方向截取试样的塑性变形比 R：不仅可反映材料冲压性能的好坏，还
最有利元素 Si —— 使γ区缩小 使高温退火形成的织构 不会在冷却时因相变而遭到破坏。 —— 与铁形成置换固溶体 晶格畸变小 —— 促进石墨化 —— 使电阻增加 降低涡流损耗 —— 促使铁素体晶粒粗化 使矫顽力降低，磁滞损耗下降
Mn、S、N 虽属不利元素，但生成 MnS、AlN 则变为有利。因此，生产中往往含 有一定量的硫和锰或铝和氮，形成 有利夹杂，提高冷轧硅钢的取向度。
d↑ → B↑、P↓ 磁性好 如图示：d ↓ ，P1 ↑
２．晶粒取向 取向度 —— 晶体中易磁化晶向平行于或接
近平行于轧向的晶粒所占的百分比 设易磁化晶向与轧向的偏离角为 αn ，
αn ↓→ B↑、P↓ 一般工业产品 αn ≤10° 高牌号的产品 αn ≤5°
３．夹杂物 ① 有害夹杂物 属于稳定的，温度升高不会分解或析出， 如Al2O3、SiO2、FeO等等，它们的存在会 造成晶格畸变,产生内应力,使磁化阻力↑， 矫顽力↑，磁滞损耗 P1↑
P(瓦／公斤) P10 P15 P17 0.625 1.869 2.47 0.88 1.95 2.64
３．冷轧 为了形成 (110)[001]二次再结晶织构， 必须在冷轧带钢中存在 (111)[112] 取向的 晶粒。从晶体学来看， (111)[112]晶格畸 变最大，再结晶能力最强，绕 (110)轴转 35°就得到(110)[001]高斯织构。