基于50W470无取向硅钢组织与性能分析

高新博

摘 要 50W470最大铁损为6.0，最小磁感1.66，理论密度为7.75，属于无取向硅钢。50W470主要用于旋转机和变压器的加工，旋转机包括微型电机、中型电机、小型电机、密封电机、间歇电机、整流器和扼流圈，变压器包括电视机变压器、收音机变压器还有焊接变压器。常化温度对50W470无取向硅钢的组织及磁性能有一定影响，本文主要结合具体实验对50W470进行分析，研究常化在50W470无取向硅钢生产中所涉及到的作用。

关键词 50W470无取向硅钢 组织 性能 常化

中图分类号：TG142.77 文献标识码：A

常化使热轧板晶粒尺寸增大，使得最终再结晶产品的晶粒变得比未处理过的大，并且能提高再结晶的织构强度，与此同时减少再结晶织构的强度，硅钢的性能得到改善，再结晶晶粒的尺寸和性能也会随之被优化？。常化处理能对热压板的晶体尺寸以及组织的均匀性有显著的改变，因此消除热轧变形组织对成品50W470无取向硅钢组织以及磁性能会产生极大影响。

1常化温度对成品织构的影响

常化使无取向硅钢热轧板尺寸增大，晶界所占的面积变得越来越少，在形成核的过程中，晶界是主要的形核位置之一，因此晶界面积的减少肯定会引起形核晶粒数目的减少，从而使再结晶晶粒尺寸变大。

根据织构的遗传性，对退火再结晶织构能够产生影响的因素可以为热轧板原始组织和织构。随着正火温度的升高，增加成品板的平均磁感，但是铁损在975℃时达到一个最低值。热轧板在850～1 000℃时常化处理后变形组织发生了明显的重新结晶，并且随着温度的增高，再结晶逐渐完全，晶粒逐渐增大。常化温度的改变，在热轧过程中可能会存在表面和内部热轧组织的结构会有较大差异，其原因是板坯在轧制过程中其表面及内部的温度、形变方式和形变量均不同。如果常化处理的温度在900～1 000℃之间，常化温度升高会引起再结晶晶粒的尺寸逐渐增大，其组织的均匀性也会有一定改善，变形组织均发生完全再结晶。热轧板的心部虽然温度较高，但随之发生了压应变，其再结晶的能力变小，形变储能也变小，所以表面为细小的再结晶组织，心部为长的变形组织。

是否常化对50W470无取向硅钢的性能也有一定影响，未进行常化时，50W470热轧板的表层200～400微米内为细小的再结晶晶粒，内部则均为拉长的形变晶体；常化以后的50W470热轧板均为再结晶晶粒，此时的晶粒尺寸为30～50微米甚至中部的晶粒尺寸更大。常化过程中无取向硅钢热轧板不同位置的织构也会有演变过程，表面的织构以Goss织构和{111}面织构为主。下图为常化及为常化无取向硅钢热轧板的不同。

（a）未常化 （b）常化

2常化温度对成品磁性能的影响

随着常化温度的升高，铁损的变化趋势为先降低后升高， 磁感应强度波动程度相对小。当退火温度逐渐升高时，铁损随之渐渐降低，磁感应强度仍然有较小的波动程度。不同温度常化退火样品的磁性能也是不同的，经过实验可得出如下数据。

当常化温度从850℃升高到1 000℃时，试样的铁损P15/50从4.665 W/kg持续降低到3.694 W/kg，此过程中没有任何的上升，但是磁感应强度B50先从1.689T提高到1.732T， 再降低到1.714T，也可以由数据分析出在950℃时，常化处理退火成品的磁性能达到最优值。此时的铁损P15/50为3.875W/kg，是铁损的较低值，而磁感应强度高为1.732T。无取向硅钢产品的铁损随晶粒尺寸的增大而减小，常化温度上升时，退火晶粒的尺寸逐渐增大，晶粒边界的面积也随之变小，磁滞损耗越少涡流损耗却恰恰相反，但是涡流损耗远远小于磁滞损耗。则无取向硅钢产品的晶粒尺寸改变引起铁损的改变，晶粒尺寸增大，铁损减小。硅钢的总铁损由磁滞铁损、涡流铁损和反常铁损三部分构成。磁滞铁损是因为在材料中夾杂物、晶体缺陷、应力和晶体位向阻碍运动在磁化和反磁化过程中造成磁感应强度落后于磁场强度的变化磁滞现象而进一步引起的能量损耗。涡流铁损是指在磁性材料的交变磁化过程中产生涡电流的能量损耗。

当材料和尺寸没有明显变化时晶粒尺寸和织构两方面可以对磁感应强度产生影响，晶粒尺寸的增大会使磁感应强度在某种程度上有降低，但是有利面织构所占比例的增加会使磁感应程度增高，由此分析可得试验无取向硅钢的磁感应变化是可以由晶粒尺寸和有利面织构比例共同作用影响的。常化温度增高的话，晶粒尺寸先增大后减小，而组织均匀性先减小后增大，所以磁感应强度变化不大。

3结语

综上所述，常化可以使得无取向硅钢热轧板晶粒的尺寸变大，然后使得成品的再结晶晶粒尺寸有明显增大，于此同时也增加了对磁性有利的强度。而无取向硅钢产品的晶粒尺寸改变引起了铁损的改变，晶体尺寸增大铁损减少，晶体尺寸减小铁损增大。由退火温度引起变化的规律是常化温度上升时，铁损总体呈下降趋势，磁感应强度先呈上升趋势后呈下降趋势，在此区间的某个值磁性能会达到最佳。

参考文献

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