热轧硅钢的组织和高斯织构简要分析

1、热轧硅钢的组织和高斯织构简要分析北京科技大学材料022唐瑞鹤摘要：简要分析了热轧硅钢的组织和取向分布函数 ODF图中的高斯织构关键词：热轧硅钢 X射线衍射法（XRD） 取向分布函数（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. 引言硅钢简介：硅钢又称电工钢，一般含0.5 % 6.5 % Si和其它一些合金元素，主 要用于各种电机和变压器的磁感铁芯、磁开关、继电器和高能加速器的主磁铁等，是一种重要的金属功能材料。硅钢分

3、类： 硅钢按织构可以分为取向硅钢和无取向硅钢.取向硅钢又可以分为 高斯织构（即110001织构）硅钢、立方织构硅钢（001100织构）和旋转 立方织构硅钢（001110织构），后两者也被称为双取向硅钢。由于磁各向异 性，铁素体中100晶向最易磁化，110晶向次之，111晶向最难。取向硅钢 咼频损耗低，其晶粒组织能够磁性择优取向，晶粒多以咼斯织构（即110001 织构）方向沿轧向排列，因而磁性能优良，因此取向硅钢希望得到高斯织构。硅钢按工艺也可分为冷轧硅钢和热轧硅钢。热轧硅钢是无取向硅钢，性 能相对冷轧硅钢较差，且耗能高，为最初硅钢生产所采用的工艺。织构： 多晶体的晶粒取向集中在某一个或某些区域

4、附近的现象称择优取向，多 晶体的择优取向称为织构。织构可以用极图、反极图和取向分布函数（ODF来 描述。测量织构的方法有背散射电子衍射（EBSD法和X射线衍射（XRD法。X射线衍射仪（XRD :入射的X射线和探测器依选定的晶面hkl以符合布拉格 方程(2dsin 0=/)的角度固定。试样围绕入射点作空间旋转，使各方位的晶粒都进 入衍射方位，连续测量衍射强度。衍射强度正比于极点密度，按其相应的方位标 在极射赤面投影图上，就是极图。测量若干极图，就可以计算ODF 取向分布函数(ODF)：采用空间取向的分布密度来表达整个空间的取向分布。ODF 根据极图的极密度分布计算出来，是三维立体图，一般用一组

5、截面表示。二. 实验样品样品：热轧退火硅钢片样品命名：HAOO样品尺寸：14x24x2.4退火温度：1000C退火时间：2 h侵蚀剂：5%硝酸酒精三. 实验过程磨样-抛光-侵蚀-金相显微组织观察-X射线衍射仪测织构四. 实验设备砂轮，水砂纸，磨样机，抛光机，侵蚀剂，光学显微镜，X射线衍射仪五显微组织分析放大倍数：200放大倍数：500HA00Z:热轧退火金相照片(退火温度：1000C，侵蚀剂：5 %硝酸酒精)分析：由组织图可以看出，晶粒大小不均匀，晶粒尺寸存在较大差别。晶内有偏析物，可能是抑制剂AIN和MnS等在加热过程中完全固溶，在热轧过程中 弥散析出，且存在一定量的杂质。对性能可能造成的影

6、响：大晶粒使晶界减少， 降低磁阻，但同时也使电阻减少，使涡流损失增大；析出物和晶界偏析元素能在 再结晶时抑制晶粒的长大，便于二次再结晶；残留的杂质（主要是C）会引起磁 时效；故热轧硅钢性能比冷轧硅钢差，而且能耗较大。六. 极图分析POLE FIGURE:200可以看出：极图中心部分择优取向较为明显七. 取向分布函数分析 及高斯织构的 标定0 2 = 454PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 Phi27Phil90CPhi2 = 75.0PHIHA00热轧硅钢的织构Level 1: 1.0Level 2: 2.0Level 3: 4.0Level 4

7、: 8.0三三4一严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"试用版本创建 处为高斯取向110<001> )说明：依据体心立方金属中高斯织构的分布将热轧退火硅钢中的高斯取向标定如图八

8、. 结论热轧过程中有弥散相析出，且热轧对织构有较大影响，导致其性能相对冷 轧硅钢较差，而且耗能高，为最初硅钢生产所采用的工艺。现在工业生产的高斯 取向硅钢都是利用冷轧和二次再结晶得到110<001>织构的。一方面通过冷轧得 到所需的板厚；另一方面，通过控制压下率，得到所希望的织构，在再结晶时利 于高斯织构的晶粒形核。九. 致谢真诚感谢杨老师为我们提供了这次难得的实验机会，使我们得到了一次从 书本到实践的锻炼；同时，感谢研究硅钢课题的黄建平师兄的指引；此外，感谢实验室人员的帮助以及其他小组成员的合作十.参考文献金属学原理 余永宁编冶金工业出版社2003冷轧无取向硅钢的织构和组织 性能

9、分析金自立等 特殊钢2004金属材料的晶体学织构与各向异性 毛卫民编著2002Primary Recrystallization In A Grain Oriented Silicon Steel: On TheOrigin Of Goss 110<001>Grai ns.Scripta materials.Vol.39.No.8.pp 1998实验体会材料022 唐瑞鹤毕竟是第一次进实验室，一开始我们显得特别无知，对整个实验的流程一 片茫然。如何制样？如何观察？如何分析？得出什么结论？除了在金相实验课接 触到的浅薄的一点知识之外，其他接近于空白。愈是如此，我愈发感觉到实验能 力的

10、欠缺，因此，非常珍惜这次难得的锻炼机会，力求认真地去实践实验中的每 一个环节。但由于时间的限制和自身知识的不足，我所学到的可能只是一些实验 操作的基本知识，而对于如何进行更进一步的研究仍然很迷茫。收获：（1） 一定程度上弥补了自己动手能力的欠缺。第一块样品磨得比较糟糕， 自己感觉很懊恼；后来几块 样品通过自己慢慢摸索、积累经 验，基本符合标准， 自己亦感觉难得的欣慰。（2）接触了一些实验设备并进行了相关操作。如实验过程中用到了砂轮、 磨样机、抛光机、镶样机、光学显微镜、X射线衍射仪等设备。（对于X射线衍 射仪，由于设备较为贵重，没有机会亲自操作，但了解了其相关原理和功能。）（3）了解了硅钢的相关知识。如：研究背景，工艺条件，取向特点，发 展前景等，从最初一无所知到