CSTM LX 5100 00922-2022 《电力变压器用电工钢带(片)晶粒取向性测定 电子背散射衍射(EBSD)法》编制说明

团体标准T/CSTMXXXXX-202X

《电力变压器用电工钢带(片)晶粒取向性测定-电子背散射衍

射（EBSD）法》编制说明

1.任务来源及简要过程

1.1任务来源

团体标准T/CSTMXXXXX-202X《电力变压器用电工钢带(片)

晶粒取向性测定-电子背散射衍射（EBSD）法》（计划编号XXXX），

为工信部高质量发展专项《2020年国家新材料生产应用示范平台项

目-智能输变电装备材料生产应用示范平台》的项目任务。该标准由

工业和信息化部电子第五研究所、特变电工股份有限公司和宝山钢铁

股份有限公司共同起草，由中国材料与试验团体标准委员会（CSTM）

归口。

1.2工作过程

2021年9月团队开展《电力变压器用电工钢带(片)晶粒取向性测

定-电子背散射衍射（EBSD）法》项目研究工作，并调研电力变压器

用取向硅钢的相关国内外标准，2022年2月完成了标准草稿的编制，

2022年4月完成标准立项，2022年5月~2022年7月完成试验，2022

年8月完成标准草案。本标准的主要参与单位为工业和信息化部电子

第五研究所、特变电工股份有限公司和宝山钢铁股份有限公司。

2.编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

2.1编制原则

按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的

结构和起草规则》给出的规则，注重相关标准的协调统一，在充分研

1

究消化国内相关标准（GB/T30703和YB/T4677）基础上，结合实际，

同时考虑各项试验方法标准的“科学性”、“前瞻性”、“适用性”、实施

检测的可行性基础上，制订满足行业使用需求的《电力变压器用电工

钢带(片)晶粒取向性测定-电子背散射衍射（EBSD）法》团体标准，

为电力变压器用硅钢的取向检测提供技术依据。

2.2确定主要内容的依据

随着国家对变压器能效提升的要求越来越高，2021年国家颁布

了GB20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》，电力变压

器能效等级大幅提升。取向硅钢是制造变压器的核心材料，变压器能

效的提升对0.23mm厚度及以下、高端低铁损电工钢带的需求会明显

增加，电力变压器未来的选材将主要以105及以上牌号的取向硅钢为

主。高牌号取向硅钢的磁性能主要取决于硅钢的织构（高斯织构

{110}<001>为磁性能最优的取向），电力变压器用取向硅钢均以获得

强高斯织构为目标，因此对硅钢取向的测定具有重要的意义。

2.3解决的主要问题

目前针对硅钢取向性检测方法有金相法和磁性能法，两种方法均

不能直接获得晶粒取向信息。《YB/T4677钢中织构测定电子背散射

衍射（EBSD）法》中规定了钢中织构的测定方法，该方法对于一般

钢材的织构检测具有普适性，但电力变压器用的取向硅钢厚度薄且晶

粒粗大，在取样、制样过程中需要做出特别要求，如制样中需沿轧制

向截取多个晶粒、将轧向作为观察面等。此外，电力变压器用硅钢的

取向性测定重点在高斯取向的测定，该标准未在高斯织构的判定上形

成明确的规范。

2

针对电力变压器用取向硅钢的特点，采用EBSD测定硅钢取向需

要关注两个方面：一方面，由于电力变压器用取向硅钢经过二次再结

晶，晶粒组织粗大（晶粒尺寸可达10cm以上），因此在取样过程中

需要在轧制向上尽可能截取多个晶粒观察；另一方面，为了保证取向

硅钢获得优异的磁性能，经过再结晶的晶体织构均以高斯织构为主，

因此在取向测定上需要对硅钢的织构信息进行判定。目前针对电力变

压器用硅钢的取向测定暂无明确的标准，特别是缺乏硅钢取样、制样

和高斯取向的判定指引，无法满足高性能取向硅钢的质量评价要求。

3.国内外标准对比情况

表1主要参数对比表

标准号SN/T4563-2016SN/T3112-2012YB/T4677-2018本标准

《冷轧硅钢片晶《钢中织构测定电力变压器用电工钢带

标准名《电工钢片(带)晶

粒取向性鉴别方电子背散射衍射(片)晶粒取向性测定电

称粒取向性鉴定方法》

法》（EBSD）法》子背散射衍射(EBSD)法

冷轧无取向硅钢钢中织构的电子

冷轧无取向和取向

范围片和冷轧取向硅钢背散射衍射分析，多电力变压器用取向硅钢

硅钢的取向性鉴定

片的鉴别晶材料织构测量

分类、

ICS77.140.01ICS77.040.10ICS77.040.99ICS77.040.99

标记

分别在硅钢卷的头部和尾

部两个区域进行取样，试

应在交货状态的电按照相应取样规样采用剪切方法截取，每

取样工钢片(带)以及制成程，在全批货物中/个区域应至少在3个位置

品上抽取代表性样品抽取代表性样品的进行取样，每个取样位

置沿着硅钢轧制方向（RD）

上间隔应不小于10cm

试验方电子背散射衍射

金相法磁性能法电子背散射衍射法

法法

硅钢横纵向铁损的

判定规腐蚀坑为单一类从晶粒取向图和极图上

比值，比值大于1.5则/

则型，分布具有连续性判定是否为高斯取向

判定为取向硅钢

3

4.标准主要内容

中国材料与试验团体标准T/CSTMXXXXX-202X《电力变压器

用电工钢带(片)晶粒取向性鉴定方法-电子背散射衍射（EBSD）法》

是在充分吸收YB/T4677-2018、GBT30703-2014标准而制定的，主

要内容包括：具体的试验步骤（含取样和制样）、试验数据处理和高

斯取向判定。

（1）金相取样：试样采用剪切方法截取，应至少在3个位置的

进行取样，每个取样位置沿着硅钢轧制方向（RD）上间隔应不小于

10cm（见图1中1#和2#取样点在轧制方向上间距d≥10cm）。在取

样过程中硅钢表面应当保持平整，应尽量避免采用加热、弯折等可能

改变样品组织状态的取样方法。

图1金相取样示意图说明：RD—轧制方向ND—轧制法向TD—轧制横向d—取样间距

（2）离子研磨：采用离子研磨机去除研磨过程中样品表面的加

工形变层，从而消除应力造成的晶格畸变对衍射花样的影响。离子研

磨用Ar离子束轰击试样的表面，从而获得洁净、无划痕、无损伤层

的试样表面。一般推荐首先采用5kV~6kV工作电压处理约30min，

然后采用3kV~4kV工作电压处理约15min。

（3）试验数据处理：根据试样放置的方位，进行方位旋转校正，

4

保证旋转后试样的横向、轧向、法向与设备预设一致。选取部分区域

计算硅钢中α相的织构信息，获得该区域的取向图；设定分辨率≤

5°，获得{100}极图、{110}极图和{111}极图。

（4）结果判定：通过晶粒取向图和极图结果，判定是硅钢的晶

粒否为高斯取向晶粒，并在附录中提供高斯织构的极图。

5.主要试验（或验证）结果的分析

通过对电力变压器用某牌号取向硅钢进行试验，获得晶粒取

向图和极图如下图所示：

（1）取向硅钢的晶粒取向图：判断整体晶粒取向是否为磁性能

有利的高斯取向；图2为3某牌号硅钢的晶粒取向图，图中显示1

个晶粒，为单一的高斯晶粒取向。

图2硅钢的取向图

（2）取向硅钢的极图：对比{110}、{111}、{100}晶面的取向分

布，判断试样的晶粒取向是否以磁性能有利的高斯织构为主。

图3为某牌号硅钢的极图，晶粒取向以高斯织构为主。

5

图3高斯织构的极图

6.与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系

本标准的编制填补了电力变压器用硅钢取向性测定标准的空白，

明确了硅钢取样、制样和高斯取向的判定准则，已经考虑到了相关标

准的协调统一，遵守我国标准制定的法律、法规、规章。

7.对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据

标准在制定、讨论过程无重大分歧意见。

8.标准水平建议、预期的社会经济效果

标准可以促进满足高端取向硅钢质量的精确判定，支撑电力变

压器材料测试评价。

9.贯彻标准的要求和措施建议

建议该标准尽快发布实施，以使该标准在电力变压器行业推广，

促进行业的技术发展。

6

10.废止有关标准的建议

此标准为新建的标准，无替代或废止的相关现行标准。

11.标准涉及专利情况说明

无。

12.其它应予说明的事项

无。

7

团体标准T/CSTMXXXXX-202X

《电力变压器用电工钢带(片)晶粒取向性测定-电子背散射衍

射（EBSD）法》编制说明

1.任务来源及简要过程

1.1任务来源

团体标准T/CSTMXXXXX-202X《电力变压器用电工钢带(片)

晶粒取向性测定-电子背散射衍射（EBSD）法》（计划编号XXXX），

为工信部高质量发展专项《2020年国家新材料生产应用示范平台项

目-智能输变电装备材料生产应用示范平台》的项目任务。该标准由

工业和信息化部电子第五研究所、特变电工股份有限公司和宝山钢铁

股份有限公司共同起草，由中国材料与试验团体标准委员会（CSTM）

归口。

1.2工作过程

2021年9月团队开展《电力变压器用电工钢带(片)晶粒取向性测

定-电子背散射衍射（EBSD）法》项目研究工作，并调研电力变压器

用取向硅钢的相关国内外标准，2022年2月完成了标准草稿的编制，

2022年4月完成标准立项，2022年5月~2022年7月完成试验，2022

年8月完成标准草案。本标准的主要参与单位为工业和信息化部电子

第五研究所、特变电工股份有限公司和宝山钢铁股份有限公司。

2.编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

2.1编制原则

按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的

结构和起草规则》给出的规则，注重相关标准的协调统一，在充分研

1

究消化国内相关标准（GB/T30703和YB/T4677）基础上，结合实际，

同时考虑各项试验方法标准的“科学性”、“前瞻性”、“适用性”、实施

检测的可行性基础上，制订满足行业使用需求的《电力变压器用电工

钢带(片)晶粒取向性测定-电子背散射衍射（EBSD）法》团体标准，

为电力变压器用硅钢的取向检测提供技术依据。

2.2确定主要内容的依据

随着国家对变压器能效提升的要求越来越高，2021年国家颁布

了GB20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》，电力变压

器能效等级大幅提升。取向硅钢是制造变压器的核心材料，变压器能

效的提升对0.23mm厚度及以下、高端低铁损电工钢带的需求会明显

增加，电力变压器未来的选材将主要以105及以上牌号的取向硅钢为

主。高牌号取向硅钢的磁性能主要取决于硅钢的织构（高斯织构

{110}<001>为磁性能最优的取向），电力变压器用取向硅钢均以获得

强高斯织构为目标，因此对硅钢取向的测定具有重要的意义。

2.3解决的主要问题

目前针对硅钢取向性检测方法有金相法和磁性能法，两种方法均

不能直接获得晶粒取向信息。《YB/T4677钢中织构测定电子背散射

衍射（EBSD）法》中规定了钢中织构的测定方法，该方法对于一般

钢材的织构检测具有普适性，但电力变压器用的取向硅钢厚度薄且晶

粒粗大，在取样、制样过程中需要做出特别要求，如制样中需沿轧制

向截取多个晶粒、将轧向作为观察面等。此外，电力变压器用硅钢的

取向性测定重点在高斯取向的测定，该标准未在高斯织构的判定上形

成明确的规范。

2

针对电力变压器用取向硅钢的特点，采用EBSD测定硅钢取向需

要关注两个方面：一方面，由于电力变压器用取向硅钢经过二次再结

晶，晶粒组织粗大（晶粒尺寸可达10cm以上），因此在取样过程中

需要在轧制向上尽可能截取多个晶粒观察；另一方面，为了保证取向

硅钢获得优异的磁性能，经过再结晶的晶体织构均以高斯织构为主，

因此在取向测定上需要对硅钢的织构信息进行判定。目前针对电力变

压器用硅钢的取向测定暂无明确的标准，特别是缺乏硅钢取样、制样

和高斯取向的判定指引，无法满足高性能取向硅钢的质量评价要求。

3.国内外标准对比情况

表1主要参数对比表

标准号SN/T4563-2016SN/T3112-2012YB/T4677-2018本标准

《冷轧硅钢片晶《钢中织构测定电力变压器用电工钢带

标准名《电工钢片(带)晶

粒取向性鉴别方电子背散射衍射(片)晶粒取向性测定电

称粒取向性鉴定方法》

法》（EBSD）法》子背散射衍射(EBSD)法

冷轧无取向硅钢钢中织构的电子

冷轧无取向和取向

范围片和冷轧取向硅钢背散射衍射分析，多电力变压器用取向硅钢

硅钢的取向性鉴定

片的鉴别晶材料织构测量

分类、

ICS77.140.01ICS77.040.10ICS77.040.99ICS77.040.99

标记

分别在硅钢卷的头部和尾

部两个区域进行取样，试

应在交货状态的电