硅钢片最新知识资料.xls

30XQ120及30Q130适用于S9 S10 S11A S11B 必要结构调整 适用种类为干干式式变变压压器器 油油浸浸变变压压器器 同板差是指在一块钢板上厚度的偏差 是指测厚仪测量一块钢板的实际厚度值与实际厚度平均值的差 英文简称In bar 同同板板差差是指在一块钢板上厚度的偏差 指在同一张钢板上任意两点之间的厚度差的最大值 同板差就是根据纵向厚度和横向厚度两种检验结果确定的 它是检验同一张钢板上厚度差是否符合公差标准要求的一项指标 在生产中板带钢的厚度是根据其中心点处的厚度波动加以控制的 出厂时也只作纵向厚度检验 对于轧后还要进行焊接或继续加工的钢板 如造船 锅炉 桥梁及冲压用钢板等 除了作纵向厚度检验外 还要作横向厚度检验 追问 同一张钢板上任意两点之间的厚度差的最大值 使用测厚仪测几个点后 点的数量越多当然越精确 用最大值减去最小值得出的差值 1 硅硅钢钢基基础础知知识识 含含义义 分分类类 牌牌号号表表示示方方法法 涂涂层层 硅硅钢钢 silicon steel 含含硅硅量量0 5 4 8 的的铁铁硅硅合合金金 是是电电工工领领域域广广泛泛使使用用的的一一种种软软磁磁材材料料 电电工工 用用硅硅钢钢常常轧轧制制成成标标准准尺尺寸寸的的大大张张板板材材或或带带材材使使用用 俗俗称称硅硅钢钢片片 广广泛泛用用于于电电动动机机 发发电电机机 变变压压器器 电电磁磁机机构构 继继电电器器电电子子器器件件及及测测量量仪仪表表中中 硅硅是是钢钢的的良良好好脱脱氧氧剂剂 它它与与氧氧结结合合 使使氧氧转转变变为为稳稳定定的的不不为为碳碳还还原原的的SiO2 避避 免免了了因因氧氧原原子子掺掺杂杂而而使使铁铁的的晶晶格格畸畸变变 硅硅在在 铁铁中中成成为为固固溶溶体体后后使使电电阻阻率率增增加加 同同 时时有有助助于于将将有有害害杂杂质质碳碳分分离离出出来来 因因此此 一一般般含含杂杂质质的的铁铁加加入入硅硅后后能能提提高高磁磁导导率率 降降低低矫矫顽顽力力和和铁铁损损 但但含含硅硅量量增增加加又又会会使使材材料料变变硬硬变变脆脆 导导热热性性和和韧韧性性下下降降 对对散散 热热和和机机械械加加工工不不利利 故故一一般般硅硅钢钢片片的的含含硅硅量量不不超超过过4 5 硅硅钢钢片片分分冷冷轧轧 热热轧轧两两种种 使使用用较较多多的的是是冷冷轧轧硅硅钢钢片片 冷冷轧轧硅硅钢钢片片沿沿轧轧制制方方向向 有有优优良良的的磁磁性性能能 不不仅仅在在强强磁磁场场中中具具有有高高饱饱和和磁磁通通密密度度和和低低铁铁损损 而而且且在在弱弱磁磁场场中中 也也有有良良好好的的磁磁性性 初初始始磁磁导导率率大大 这这是是由由于于冷冷轧轧工工艺艺过过程程使使钢钢片片中中杂杂质质含含量量降降低低 并并在在钢钢片片中中造造成成粗粗大大晶晶粒粒 致致使使磁磁导导率率增增大大 磁磁滞滞损损耗耗减减小小 硅硅钢钢分分类类 热热轧轧硅硅钢钢片片 热热轧轧硅硅钢钢片片是是将将Fe Si合合金金用用平平炉炉或或电电炉炉熔熔融融 进进行行反反复复热热轧轧成成薄薄板板 最最后后在在 800 850 退退火火后后制制成成 热热轧轧硅硅钢钢片片主主要要用用于于发发电电机机的的制制造造 故故又又称称热热轧轧电电机机硅硅钢钢 片片 但但其其可可利利用用率率低低 能能量量损损耗耗大大 近近年年相相关关部部门门已已强强冷冷要要求求淘淘汰汰 冷冷轧轧无无取取向向硅硅 钢钢片片 冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢片片最最主主要要的的用用途途是是用用于于发发电电机机制制造造 故故又又称称冷冷轧轧电电机机硅硅钢钢 其其含含硅硅量量0 5 3 0 经经冷冷轧轧至至成成品品厚厚度度 供供应应态态多多为为0 35mm和和0 5mm厚厚的的钢钢带带 冷冷 轧轧无无取取向向硅硅钢钢的的Bs高高于于取取向向硅硅钢钢 与与热热轧轧硅硅钢钢相相比比 其其厚厚度度均均匀匀 尺尺寸寸精精度度高高 表表 面面光光滑滑平平整整 从从而而提提高高了了填填充充系系数数和和材材料料的的磁磁性性能能 冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢片片 冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢带带最最主主要要的的用用途途是是用用于于变变压压器器制制造造 所所以以又又称称冷冷轧轧变变压压器器硅硅钢钢 与与冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢相相比比 取取向向硅硅钢钢的的磁磁性性具具有有强强烈烈的的方方向向性性 在在易易磁磁化化的的轧轧制制方方向向 上上具具有有优优越越的的高高磁磁导导率率与与低低损损耗耗特特性性 取取向向钢钢带带在在轧轧制制方方向向的的铁铁损损仅仅为为横横向向的的1 3 磁磁导导率率之之比比为为6 1 其其铁铁损损约约为为热热轧轧带带的的1 2 磁磁导导率率为为后后者者的的2 5倍倍 硅硅钢钢片片牌牌 号号表表示示方方法法 DR510 50表表示示铁铁损损值值 由由公公称称厚厚度度 扩扩大大100倍倍的的值值 代代号号A 铁铁损损保保证证值值 将将频频 率率50HZ 最最大大磁磁通通密密度度为为1 5T时时的的铁铁损损值值扩扩大大100倍倍后后的的值值 DR510 50表表示示铁铁损损值值为为5 1 厚厚度度为为0 5mm的的热热轧轧硅硅 特特点点 铝铝的的密密度度小小 比比重重为为 2 7 约约为为铜铜的的1 3 导导电电性性 导导热热性性 塑塑性性 冷冷韧韧性性都都好好 冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢带带 片片 表表示示方方法法 DW 铁铁损损值值 在在频频率率为为50HZ 波波形形为为正正弦弦的的磁磁感感峰峰值值为为1 5T的的单单位位 重重量量铁铁损损值值 的的100倍倍 厚厚度度值值的的100倍倍 如如DW470 50 表表示示铁铁损损值值为为4 7w kg 厚厚度度为为0 5mm的的冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢 现现新新型型号号表表 示示为为50W470 2 冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢带带 片片 表表示示方方法法 DQ 铁铁损损值值 在在频频率率为为50HZ 波波形形为为正正弦弦的的磁磁感感峰峰值值为为1 7T的的单单位位 重重量量铁铁损损值值 的的100倍倍 厚厚度度值值的的100倍倍 有有时时铁铁损损值值后后加加G表表示示高高磁磁感感 如如DQ133 30表表示示铁铁损损值值为为1 33 厚厚度度为为0 3mm的的冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢带带 片片 现现新新型型号号 表表示示为为30Q133 3 热热轧轧硅硅钢钢板板 热热轧轧硅硅钢钢板板用用DR表表示示 按按硅硅含含量量的的多多少少分分成成低低硅硅钢钢 含含硅硅量量 2 8 高高硅硅钢钢 含含硅硅量量 2 8 表表示示方方法法 DR 铁铁损损值值 用用50HZ反反复复磁磁化化和和按按正正弦弦形形变变化化的的磁磁感感应应强强度度最最大大值值 为为1 5T时时的的单单位位重重量量铁铁损损值值 的的100倍倍 厚厚度度值值的的100倍倍 如如DR510 50表表示示铁铁损损值值 为为 5 1 厚厚度度为为0 5mm的的热热轧轧硅硅钢钢板板 家家用用电电器器用用热热轧轧硅硅钢钢薄薄板板的的牌牌号号用用JDR 铁铁损损值值 厚厚度度值值来来表表示示 如如JDR540 50 2 日日本本牌牌号号表表示示方方法法 1 冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢带带 由由公公称称厚厚度度 扩扩大大100倍倍的的值值 代代号号A 铁铁损损保保证证值值 将将频频率率50HZ 最最大大磁磁通通密密 度度为为1 5T时时的的铁铁损损值值扩扩大大100倍倍后后的的值值 如如50A470表表示示厚厚度度为为0 5mm 铁铁损损保保证证值值为为 4 7的的冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢带带 2 冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢带带 由由公公称称厚厚度度 扩扩大大100倍倍的的值值 代代号号G 表表示示普普通通材材料料 P 表表示示高高取取向向性性材材料料 铁铁损损保保证证值值 将将频频率率50HZ 最最大大磁磁通通密密度度为为1 7T时时的的铁铁损损值值扩扩大大100倍倍后后的的值值 如如30G130表表示示厚厚度度为为0 3mm 铁铁损损保保证证值值为为 1 3的的冷冷轧轧取取向向硅硅钢钢带带 涂涂层层 取取向向硅硅钢钢表表面面绝绝缘缘涂涂层层分分成成有有机机涂涂层层 无无机机涂涂层层和和半半无无机机涂涂层层三三大大类类 无无机机涂涂 层层的的基基本本成成分分是是磷磷酸酸盐盐涂涂料料 和和磷磷酸酸铝铝基基涂涂料料 中中添添加加胶胶态态二二氧氧化化硅硅 氧氧 化化镁镁和和硼硼酸酸 无无机机涂涂层层具具有有良良好好的的耐耐热热和和焊焊接接性性能能 但但其其冲冲制制性性和和粘粘结结性性不不佳佳 半半 无无机机涂涂层层基基本本成成分分为为磷磷酸酸盐盐 铬铬酸酸盐盐 乳乳胶胶树树脂脂溶溶液液 弥弥散散促促进进剂剂和和表表面面活活性性剂剂 其其中中弥弥散散促促进进剂剂和和表表面面活活性性剂剂对对涂涂层层的的质质量量具具有有重重要要作作用用 半半无无机机涂涂层层具具有有良良好好的的 冲冲制制性性和和粘粘结结性性 但但其其耐耐热热性性和和焊焊接接性性不不及及无无机机涂涂层层 A涂涂层层 A涂涂层层为为半半有有机机薄薄涂涂层层 具具有有优优良良的的冲冲片片性性 耐耐腐腐蚀蚀性性 耐耐氟氟利利昂昂性性以以及及高高层层 间间电电阻阻 尤尤其其是是焊焊接接性性能能 适适应应于于中中 小小型型电电机机 家家用用电电器器 马马达达及及小小型型变变压压器器EI铁铁芯芯 相相当当于于川川铁铁的的A1涂涂层层及及武武钢钢的的T4涂涂层层 H涂涂层层H涂涂层层为为半半有有机机厚厚涂涂层层 具具有有优优良良的的冲冲片片性性 耐耐腐腐蚀蚀性性 耐耐氟氟利利昂昂性性以以及及高高层层 间间电电阻阻 适适应应于于中中 小小型型电电机机 相相当当于于川川铁铁的的A1涂涂层层及及武武钢钢 的的T4涂涂层层 D涂涂层层 D涂涂层层为为无无机机涂涂层层 这这种种涂涂层层具具有有优优良良的的焊焊接接性性和和耐耐热热性性 适适应应于于中中 小小电电机机 尤尤其其适适应应在在较较高高温温度度下下进进行行消消除除应应力力退退火火使使用用 相相当当于于AISI的的C 4涂涂层层及及武武钢钢的的 T3涂涂层层 除除非非特特殊殊说说明明 钢钢种种设设计计的的表表面面绝绝缘缘涂涂层层均均为为A涂涂层层 变变压压器器由由于于铁铁芯芯而而造造成成的的能能量量损损耗耗称称为为铁铁损损 铁铁损损包包括括两两部部分分 磁磁滞滞损损耗耗和和涡涡流流损损 耗耗 磁磁滞滞损损耗耗是是由由于于铁铁芯芯在在反反复复磁磁化化过过程程中中 内内摩摩擦擦 而而造造成成的的损损耗耗 它它与与铁铁芯芯 材材料料的的性性质质 导导磁磁率率 矫矫顽顽力力 有有关关 涡涡流流损损耗耗是是由由于于铁铁芯芯中中产产生生的的感感生生电电流流 涡涡 电电流流产产生生焦焦耳耳热热而而造造成成的的损损耗耗 采采用用涂涂有有绝绝缘缘漆漆的的薄薄硅硅钢钢片片叠叠成成的的铁铁芯芯可可以以大大大大减减 少少涡涡流流损损失失 铁铁损损的的大大小小除除与与铁铁芯芯本本身身有有关关外外 还还与与电电源源电电压压的的大大小小有有关关 当当电电源源电电压压一一定定 时时 铁铁损损基基本本上上是是恒恒定定量量 与与负负载载电电流流的的大大小小 性性质质无无关关 因因此此铁铁损损基基本本上上等等于于它它 的的空空载载损损失失 1 日日本本硅硅钢钢带带新新老老牌牌号号对对照照表表 取取向向 老老牌牌号号 厚厚度度比比重重铁铁损损 磁磁感感应应强强 度度 JISC2552 1975 新新日日铁铁川川崎崎mmg cm3 1 5T 50H Z B50 G10Z10RG100 357 65 1 51 1 77 G11Z11RG110 357 65 1 66 1 74 新新牌牌号号 厚厚度度比比重重铁铁损损 磁磁感感应应强强 度度 JISC2552 1975 新新日日铁铁川川崎崎mmg cm3 1 5T 50H Z B50 35G14535Z14535RG145 0 357 65 1 45 1 78 35G15535Z15535RG155 0 357 65 1 55 1 78 35G16535Z16535RG165 0 357 65 1 65 1 75 00378 无无取取向向硅硅 钢钢新新老老牌牌 号号对对照照 冷冷轧轧无无取取向向硅硅钢钢带带 老老牌牌号号 厚厚度度比比重重铁铁损损 磁磁感感应应强强 度度 JISC2552 1975 新新日日铁铁川川崎崎mmg cm3 1 5T 50H Z B50 S12H12RM120 57 65 3 60 1 6 S14H14RM140 57 65 4 0 1 61 S18H18RM180 57 65 4 7 1 64 S20H20RM200 57 75 5 4 1 65 S23H23RM230 57 75 6 2 1 66 S30H30RM300 57 85 8 0 1 69 S40H40RM400 57 85 10 5 1 69 S50H50RM500 57 85 13 0 1 69 S60H60RM600 57 85 15 5 1 69 新新牌牌号号 厚厚度度比比重重铁铁损损 磁磁感感应应强强 度度 JISC2552 1975 新新日日铁铁川川崎崎mmg cm3 1 5T 50H Z B50 50A31050H310 50RM31 0 0 57 65 3 1 1 6 50A35050H350 50RM35 0 0 57 65 3 5 1 6 50A40050H400 50RM40 0 0 57 65 4 0 1 61 50A47050H470 50RM47 0 0 57 7 4 7 1 62 50A60050H600 50RM60 0 0 57 75 6 0 1 65 50A70050H700 50RM70 0 0 57 8 7 0 1 68 50A80050H800 50RM80 0 0 57 8 8 0 1 68 50A100050H1000 50RM10 00 0 57 85 10 0 1 69 50A130050H1300 50RM13 00 0 57 85 13 0 1 69 00378Z0 1 2 硅硅 钢钢 牌牌号号功功能能 表表 硅硅钢钢牌牌号号 功功能能表表 00378Z0 1 3 电电工工硅硅钢钢片片对对绝绝缘缘涂涂层层的的要要求求 硅硅钢钢片片 绝绝缘缘涂涂层层 要要求求 中中华华商商务务网网讯讯 1 层层间间电电阻阻高高 2 耐耐热热性性和和耐耐蚀蚀性性好好 能能在在高高温温和和具具有有腐腐蚀蚀性性环环境境下下工工作作 3 粘粘附附性性好好 在在冲冲剪剪或或弯弯曲曲加加工工中中不不易易剥剥落落 4 加加工工性性好好 涂涂层层对对冲冲模模磨磨损损要要小小 能能起起润润滑滑作作用用 5 对对钢钢板板表表面面有有一一定定张张力力 减减小小磁磁致致伸伸缩缩而而引引起起的的噪噪声声 6 涂涂层层必必须须薄薄而而均均匀匀 提提高高充充填填性性能能 目目前前使使用用的的绝绝缘缘涂涂层层有有两两种种 一一是是磷磷酸酸一一铬铬酸酸系系涂涂层层 涂涂层层液液为为深深橙橙黄黄色色的的透透明明液液 使使用用温温度度为为70 80 层层间间电电阻阻为为5 50 cm2 片片 另另一一种种是是树树脂脂和和铬铬酸酸系系涂涂层层 涂涂层层液液为为乳乳黄黄色色黏黏液液 使使用用温温度度小小于于30 层层间间电电阻阻与与前前一一种种相相同同 取取向向硅硅钢钢涂涂隔隔离离层层 主主要要是是涂涂氧氧化化镁镁 目目的的是是防防止止在在高高温温退退火火时时钢钢板板粘粘结结 并并与与二二氧氧化化硅硅 Si02 生生成成硅硅酸酸镁镁底底层层 还还有有脱脱硫硫的的作作用用 在在氧氧化化镁镁涂涂层层中中加加入入3 7 5 质质量量分分数数 的的氧氧化化钛钛 TiO2 能能改改善善钢钢板板的的脆脆性性和和硅硅酸酸镁镁底底层层的的质质量量 特特别别对对于于含含铝铝的的取取向向硅硅钢钢 在在高高温温退退火火时时Ti02具具有有抑抑制制钢钢中中的的铝铝破破坏坏二二氧氧化化硅硅层层的的作作用用 4 某某些些元元素素对对硅硅钢钢性性能能的的影影响响 摘摘 要要 介介绍绍了了硅硅钢钢中中某某些些元元素素对对其其性性能能的的影影响响 并并扼扼要要分分析析了了某某些些元元素素对对硅硅钢钢性性 能能影影响响的的机机制制 其其中中碳碳是是引引起起硅硅钢钢发发生生磁磁时时效效的的重重要要元元素素之之一一 随随着着硅硅钢钢中中碳碳含含量量 的的增增加加 其其铁铁损损增增加加 而而硅硅含含量量增增加加能能显显著著降降低低硅硅钢钢铁铁损损 磷磷 铝铝 铜铜是是主主要要杂杂质质 元元素素 但但适适量量的的磷磷可可提提高高硅硅钢钢的的防防锈锈能能力力 锡锡和和锑锑均均是是表表面面活活性性元元素素 它它们们可可使使硅硅 钢钢最最终终退退火火织织构构中中 111 面面组组分分减减少少 100 和和 110 面面组组分分增增加加 从从而而降降低低 硅硅钢钢铁铁损损 提提高高其其磁磁感感应应强强度度 关关键键词词 硅硅钢钢 合合金金元元素素 铁铁损损 磁磁感感应应强强度度 INFLUENCE OF SOME ELEMENTS ON THE PROPERTIES OF SILICON STEEL CHU Shuangjie QU Biao DAI Yuanyuan Baoshan Iron and Steel Corp ABSTRACT In the paper influence of some elements on the properties of silicon steel are introduced with an analysis of the mechanism Carbon i s an important element that causes magnetic aging of silicon steel and as the carbon content in the silicon steel increases the iron loss also increases but with increase of silicon the iron loss decreases obvious ly P Al Cu are main impurities in silicon steel but suitable content P may improve the antirust property of silicon steel Sn and Sb are surfac e active elements they might reduce component of 111 and increase 100 and 110 component in texture of silicon steel thus decrease the iron loss of the silicon steel and increase the magnetic flux density KEY WORDS silicon steel alloying element iron loss magnetic flux densi ty 从从节节能能观观点点看看 时时代代的的趋趋势势是是提提高高电电气气设设备备的的效效率率 其其手手段段之之一一是是改改进进电电机机铁铁 芯芯所所用用的的电电磁磁钢钢板板的的磁磁性性 也也就就是是说说 对对低低铁铁损损 高高磁磁通通密密度度的的硅硅钢钢要要求求日日益益强强 烈烈 硅硅钢钢和和其其它它金金属属材材料料一一样样 其其磁磁性性性性能能主主要要由由其其内内部部组组织织结结构构所所控控制制 众众所所周周 知知 组组织织结结构构的的确确立立又又与与其其合合金金元元素素密密切切相相关关 织织构构 金金属属间间化化合合物物的的形形成成及及析析 出出 合合金金元元素素的的偏偏析析等等将将对对硅硅钢钢的的铁铁损损和和磁磁感感应应强强度度产产生生重重要要影影响响 硅硅钢钢的的牌牌号号不不同同 其其化化学学组组成成也也不不同同 但但其其基基本本组组成成包包括括三三大大类类元元素素 第第一一类类 为为其其基基本本合合金金元元素素即即 C Si Mn等等 第第二二类类为为杂杂质质元元素素 P Al S N B Cu 等等 第第三三类类为为特特殊殊用用途途合合金金元元素素如如 Sb Sn等等 1 基基本本合合金金元元素素的的作作用用 1 1 碳碳元元素素 首首先先应应考考虑虑硅硅钢钢中中含含碳碳引引起起的的严严重重现现象象 若若成成品品中中残残留留碳碳 则则出出现现磁磁时时效效 磁磁 时时效效的的发发生生取取决决于于碳碳含含量量 如如果果磁磁时时效效在在马马达达或或其其它它电电气气设设备备中中产产生生 那那么么铁铁损损值值 就就可可增增加加到到初初始始值值的的二二倍倍 设设备备就就会会受受到到损损坏坏 因因此此碳碳对对软软磁磁材材料料的的磁磁性性极极为为有有 害害 碳碳会会增增大大 Fe的的矫矫顽顽力力 加加大大磁磁滞滞损损失失 降降低低磁磁感感应应强强度度 所所以以高高级级优优质质硅硅 钢钢片片中中碳碳含含量量要要求求在在0 020 甚甚至至0 010 以以下下 一一般般说说来来 1 碳碳对对磁磁性性的的影影 响响程程度度随随钢钢中中硅硅含含量量的的不不同同而而不不同同 碳碳存存在在的的形形态态不不同同 对对磁磁性性的的影影响响也也不不同同 有有 人人认认为为 2 晶晶界界上上渗渗碳碳体体对对磁磁性性影影响响较较晶晶粒粒内内部部小小 但但会会使使硅硅钢钢片片塑塑性性显显著著变变 坏坏 碳碳使使硅硅钢钢片片磁磁导导率率降降低低 而而且且又又是是形形成成磁磁时时效效的的主主要要元元素素之之一一 Ueno K等等人人采采用用不不同同硅硅含含量量的的各各种种牌牌号号无无取取向向电电工工钢钢 在在150 下下时时效效 30 000 h 通通过过调调整整残残留留碳碳量量研研究究最最终终产产品品的的铁铁损损 图图1所所示示是是硅硅含含量量为为0 3 的的 无无取取向向硅硅钢钢的的铁铁损损 p15 50 随随碳碳含含量量的的变变化化 3 当当碳碳含含量量为为0 004 5 时时 时时 效效1 000 h后后 铁铁损损增增加加20 而而时时效效时时间间从从1 000 h增增加加到到10 000 h 不不管管残残 留留碳碳多多少少 铁铁损损均均不不发发生生变变化化 但但时时效效后后的的铁铁损损仍仍随随残残留留碳碳量量增增加加而而增增大大 图图 1 不不同同残残留留碳碳量量硅硅钢钢的的铁铁损损增增加加与与时时效效时时间间的的关关系系 Fig 1 Relation between the iron loss increment and aging time for different residual carbon content 图图2表表示示硅硅含含量量分分别别为为3 0 2 0 和和0 3 三三种种无无取取向向电电工工钢钢由由于于时时效效引引起起的的铁铁损损 最最大大增增量量与与残残留留碳碳量量的的关关系系 3 由由图图可可知知 时时效效现现象象几几乎乎和和硅硅含含量量无无关关 铁铁损损 劣劣化化速速度度仅仅与与残残留留碳碳量量有有关关 1 2 硅硅的的作作用用 硅硅能能显显著著减减少少硅硅钢钢内内的的涡涡流流损损失失 从从而而总总铁铁芯芯损损失失减减少少 表表1 硅硅还还可可以以提提高高 相相图图中中A3线线和和降降低低A4线线临临界界温温度度 在在Fe Si相相图图中中形形成成闭闭合合的的 圈圈 当当含含2 5 15 Si时时为为单单相相 Fe 所所以以高高硅硅硅硅钢钢片片多多经经高高温温退退火火来来使使组组织织均均匀匀 晶晶粒粒粗粗化化 夹夹杂杂聚聚集集 硅硅可可以以减减少少晶晶体体各各向向异异性性 使使磁磁化化容容易易 磁磁阻阻减减少少 硅硅对对电电阻阻率率及及其其 它它固固有有磁磁性性的的影影响响如如图图3所所示示 3 硅硅能能显显著著提提高高 Fe比比电电阻阻 因因而而减减少少涡涡流流损损 失失 在在强强磁磁场场作作用用下下 硅硅使使硅硅钢钢片片的的磁磁导导率率下下降降 图图 2 铁铁损损最最大大增增量量与与残残留留碳碳量量的的关关系系 Fig 2 Relation between the maximum increment of the iron loss and the residual carbon content 还还能能减减轻轻钢钢中中其其它它杂杂质质的的危危害害 使使碳碳石石墨墨化化 降降低低对对磁磁性性的的有有害害影影响响 硅硅和和 氧氧有有强强亲亲和和力力 起起脱脱氧氧作作用用 硅硅可可减减少少碳碳 氧氧和和氮氮在在 Fe中中脱脱溶溶引引起起的的磁磁时时效效现现 象象 硅硅还还能能与与氮氮化化合合成成氮氮化化硅硅 硅硅高高时时氮氮在在钢钢中中的的溶溶解解度度可可降降低低 表表 1 硅硅含含量量对对各各种种损损失失的的影影响响 Table 1 Effect of Si content in the silicon steel on some kinds of los ses 1 1 T T下下损损 失失 W kg W kg 1 1 钢钢中中硅硅含含量量 0 50 51 12 52 54 4 磁磁滞滞损损失失 p ph h 2 22 21 91 91 681 681 061 06 涡涡流流损损失失 p pe e 1 151 150 780 780 380 380 160 16 总总铁铁芯芯损损 失失 p p1010 3 353 352 682 682 062 061 221 22 图图 3 硅硅含含量量对对硅硅钢钢电电阻阻率率和和其其它它固固有有磁磁性性的的影影响响 Fig 3 Effect of silicon content in the silicon steel on resistivity of silicon steel and other naturalmagnetic properties 硅硅除除对对电电工工钢钢上上述述有有利利作作用用外外 硅硅也也会会使使钢钢变变脆脆 目目前前已已研研究究成成功功含含硅硅6 5 的的硅硅钢钢片片 高高硅硅硅硅钢钢导导热热性性低低 钢钢带带冷冷却却和和加加热热时时容容易易发发生生内内裂裂 随随着着硅硅含含量量的的增增加加 硅硅钢钢片片的的硬硬度度也也随随之之升升高高 且且易易氧氧化化生生锈锈 在在其其表表面面形形成成 氧氧化化膜膜 结结果果导导致致硅硅钢钢用用户户冲冲片片用用的的模模具具变变得得容容易易损损坏坏 1 3 锰锰的的作作用用 新新日日本本钢钢铁铁会会社社研研究究了了非非常常洁洁净净的的低低硅硅高高锰锰钢钢 试试验验发发现现 高高的的锰锰含含量量可可以以改改 善善晶晶体体结结构构 加加1 0 Mn后后 带带钢钢晶晶体体组组织织中中 100 和和 110 晶晶面面增增加加 111 晶晶面面减减 少少 磁磁性性显显著著改改善善 一一般般认认为为 4 过过多多的的锰锰会会对对磁磁性性产产生生有有害害的的影影响响 这这是是因因为为它它使使织织构构变变 坏坏 并并且且形形成成不不需需要要的的沉沉淀淀物物MnS 但但当当在在生生产产过过程程中中 利利用用十十分分洁洁净净的的钢钢 就就可可 以以使使锰锰对对织织构构控控制制起起有有利利作作用用 另另外外 锰锰是是防防止止热热脆脆不不可可缺缺少少的的元元素素 其其含含量量应应控控制制在在0 1 以以上上 锰锰会会提提高高 碳碳在在铁铁中中的的溶溶解解度度 扩扩大大 相相区区 与与碳碳化化合合成成渗渗碳碳体体 故故锰锰的的含含量量也也不不宜宜过过高高 一一 般般不不超超过过1 5 2 杂杂质质元元素素的的影影响响 4 5 2 1 磷磷元元素素 低低碳碳电电工工钢钢板板主主要要用用来来制制造造微微电电机机 1 kW 和和小小型型电电机机 100 kW 由由于于这这种种 材材料料比比较较软软 冲冲片片性性能能差差 因因此此常常加加入入磷磷 0 08 0 15 来来强强化化铁铁素素体体 提提高高硬硬 度度 改改善善冲冲片片性性 磷磷会会增增加加硅硅钢钢的的冷冷脆脆性性 使使冷冷加加工工困困难难 原原因因是是在在晶晶界界处处形形成成脆脆的的磷磷化化铁铁 在在 室室温温时时钢钢中中 相相可可溶溶解解1 2 的的磷磷 呈呈置置换换固固溶溶体体 磷磷会会改改变变铁铁原原子子间间结结合合力力和和激激 活活能能 故故对对再再结结晶晶过过程程和和晶晶粒粒长长大大有有影影响响 磷磷的的影影响响超超过过同同样样硅硅含含量量影影响响的的4 5 倍倍 磷磷还还可可以以提提高高比比电电阻阻 降降低低涡涡流流损损失失 由由于于磷磷促促使使晶晶粒粒增增大大 故故亦亦可可使使矫矫顽顽力力 和和磁磁滞滞损损失失降降低低 随随磷磷含含量量增增加加 在在弱弱和和中中磁磁场场下下的的磁磁感感应应强强度度提提高高 而而在在强强磁磁场场 下下 由由于于磷磷使使晶晶粒粒粗粗化化而而磁磁感感应应强强度度 B100 略略有有减减少少 同同时时 磷磷是是一一种种界界面面活活性性元元素素 偏偏聚聚于于晶晶界界会会导导致致严严重重的的晶晶界界脆脆化化 从从而而使使成成 品品钢钢板板变变得得极极脆脆 2 2 铝铝元元素素 铝铝的的作作用用与与硅硅相相近近 可可以以提提高高钢钢的的比比电电阻阻 减减少少铁铁芯芯损损失失 图图4 并并降降低低磁磁感感 应应强强度度 铝铝含含量量达达到到一一定定数数量量会会使使晶晶粒粒粗粗化化并并促促使使碳碳石石墨墨化化 铝铝还还能能减减少少钢钢中中氧氧含含量量 减减少少磁磁时时效效现现象象 铝铝使使 相相区区缩缩小小 虽虽然然铝铝对对磁磁性性有有 利利 但但钢钢中中铝铝氧氧化化物物又又会会使使磁磁性性变变坏坏 铝铝又又是是冷冷轧轧硅硅钢钢脱脱氧氧所所需需成成分分 加加铝铝还还可可获获 得得高高纯纯度度钢钢 使使钢钢可可连连续续浇浇注注 图图 4 铝铝对对硅硅钢钢铁铁芯芯损损失失的的影影响响 Fig 4 Effect of Al content in the silicon steelon the iron core loss 铝铝和和硅硅一一样样 能能使使材材料料变变脆脆 铝铝含含量量大大于于0 5 时时硅硅钢钢变变脆脆更更见见突突出出 但但与与高高 硅硅钢钢比比较较则则仍仍显显有有较较好好的的塑塑性性 有有人人试试以以Fe Al Mn合合金金作作变变压压器器钢钢片片 铝铝的的含含量量2 倍倍于于锰锰 在在3 52 6 45 范范围围 电电磁磁性性能能与与含含4 Si的的硅硅钢钢相相近近 但但塑塑性性明明显显优优 于于后后者者 铝铝含含量量太太高高的的其其它它有有害害影影响响是是大大的的长长条条形形铝铝化化合合物物析析出出相相在在晶晶界界上上形形成成会会阻阻碍碍 晶晶粒粒粗粗化化 5 2 3 铜铜元元素素 小小于于0 7 的的铜铜溶溶于于 Fe中中 会会促促使使碳碳石石墨墨化化 对对磁磁性性无无大大影影响响 硅硅钢钢含含0 5 Cu时时 防防锈锈能能力力可可提提高高15倍倍 故故硅硅钢钢中中有有时时故故意意加加入入铜铜 硅硅钢钢中中含含铜铜大大于于0 7 时时 在在热热轧轧过过程程中中会会形形成成大大量量 CuMn 1 8S和和 Mn Cu S质质点点 使使硅硅钢钢矫矫顽顽力力和和磁磁滞滞损损 失失增增加加并并使使钢钢变变脆脆 一一般般硅硅钢钢铜铜含含量量控控制制为为0 2 0 3 2 4 氮氮 硫硫 硼硼等等合合金金元元素素的的作作用用 无无论论是是全全硬硬钢钢 全全加加工工或或半半加加工工硅硅钢钢 氮氮对对磁磁性性都都有有害害 氮氮是是通通过过生生成成有有害害的的 AlN沉沉淀淀发发生生影影响响的的 表表2列列出出了了含含1 3 Si Al 的的脱脱碳碳半半加加工工硅硅钢钢在在1 5 T下下测测定定 的的磁磁性性 当当氮氮含含量量从从0 006 降降至至0 002 时时 其其铁铁损损与与磁磁导导率率都都可可进进一一步步改改善善 表表 2 脱脱碳碳半半加加工工硅硅钢钢1 3 Si Al 在在1 5 T下下的的磁磁性性和和晶晶粒粒度度 Table 2 The magnetic properties and grain size of the decarbonising and semi manufacturing silicon steel 1 3 Si Al at 1 5 T 铁铁损损 磁磁导导率率 晶晶粒粒尺尺寸寸 N N W kgW kg 1 1 4 1 4 1 0 0 7 7 H m H m 1 1 m m 0 0020 0021 141 142 2 500500120120 0 0060 0061 231 232 2 2002009090 硫硫在在硅硅钢钢中中对对磁磁性性有有害害影影响响均均与与基基体体中中存存在在硫硫化化锰锰的的微微细细质质点点及及晶晶界界上上存存在在自自 由由硫硫有有关关 计计算算指指出出 当当硫硫在在0 005 0 030 范范围围内内 对对于于含含0 3 Mn 0 6 Si和和0 2 Al的的半半加加工工硅硅钢钢 每每增增加加0 02 S可可使使铁铁损损提提高高0 33 W kg 硼硼加加到到半半加加工工铝铝镇镇静静电电工工钢钢中中 可可以以抑抑制制退退火火时时的的AlN沉沉淀淀 因因为为在在退退火火时时所所 生生成成的的AlN沉沉淀淀会会抑抑制制某某些些结结晶晶方方向向的的晶晶粒粒长长大大 从从而而产产生生对对磁磁性性不不利利的的织织构构 硼硼 与与氮氮结结合合成成为为氮氮化化硼硼 在在热热轧轧时时沉沉淀淀于于奥奥氏氏体体中中 若若硼硼超超过过0 003 则则对对磁磁性性有有 害害 这这是是因因为为又又生生成成另另一一些些含含硼硼的的化化合合物物 如如F23 BC 6 使使晶晶粒粒细细化化 3 特特殊殊用用途途的的合合金金元元素素 3 1 锡锡元元素素的的作作用用 近近几几年年 大大量量研研究究工工作作证证明明 在在高高磁磁感感取取向向硅硅钢钢中中加加入入0 05 0 10 Sn可可明明 显显改改善善磁磁性性 6 10 多多数数学学者者认认为为 锡锡可可在在第第二二相相质质点点MnS和和AlN 称称为为抑抑制制剂剂 与与基基体体界界面面处处偏偏聚聚 阻阻碍碍它它们们的的Ostwald长长大大 使使其其更更加加细细小小 弥弥散散 从从而而增增强强对对 晶晶粒粒正正常常长长大大的的抑抑制制能能力力 减减小小初初次次晶晶粒粒尺尺寸寸 在在最最终终高高温温退退火火后后得得到到更更完完善善的的 110 001 二二次次再再结结晶晶组组织织 提提高高了了取取向向度度和和磁磁性性 此此外外 锡锡还还使使常常化化退退火火时时 相相的的分分布布更更均均匀匀 常常化化后后珠珠光光体体的的分分散散更更均均匀匀 从从而而增增大大了了铁铁素素体体晶晶粒粒尺尺寸寸 冷冷轧轧 时时形形成成更更多多的的形形变变带带 使使二二次次晶晶粒粒尺尺寸寸减减小小 铁铁损损进进一一步步降降低低 由由于于锡锡是是一一种种表表面面活活性性元元素素 因因此此亦亦有有可可能能在在最最终终高高温温退退火火的的升升温温阶阶段段在在晶晶界界 发发生生偏偏聚聚 加加强强对对晶晶粒粒正正常常长长大大的的抑抑制制能能力力 减减小小初初次次晶晶粒粒尺尺寸寸 从从而而起起到到辅辅助助抑抑 制制剂剂的的作作用用 何何忠忠治治等等人人 7 研研究究了了锡锡元元素素对对硅硅钢钢二二次次再再结结晶晶的的影影响响 根根据据其其试试验验结结果果可可 知知 从从550 开开始始锡锡在在取取向向硅硅钢钢中中的的晶晶界界偏偏聚聚浓浓度度随随温温度度的的升升高高而而下下降降 在在二二次次 再再结结晶晶起起始始温温度度950 锡锡在在晶晶界界仍仍有有一一定定的的偏偏聚聚量量 锡锡在在取取向向硅硅钢钢中中的的晶晶界界偏偏 聚聚行行为为与与纯纯铁铁中中相相似似 没没有有表表现现出出多多元元系系统统中中各各元元素素间间发发生生强强烈烈交交互互作作用用时时的的典典型型 特特征征 但但由由于于取取向向硅硅钢钢的的初初步步再再结结晶晶织织构构较较强强 数数据据的的分分散散度度明明显显高高于于纯纯铁铁的的情情 况况 锡锡通通过过在在取取向向硅硅钢钢中中的的晶晶界界偏偏聚聚起起了了辅辅助助抑抑制制剂剂的的作作用用 并并可可降降低低二二次次再再结结 晶晶温温度度 这这些些均均有有利利于于发发展展更更完完善善的的 110 001 二二次次再再结结晶晶 增增大大二二次次再再结结晶晶 晶晶粒粒尺尺寸寸 提提高高磁磁性性 3 2 锑锑元元素素的的作作用用 已已有有若若干干篇篇论论文文讨讨论论了了锑锑对对无无取取向向电电工工钢钢板板性性能能的的作作用用 发发现现锑锑的的添添加加对对含含1 2 Si和和0 3 Al钢钢的的能能耗耗具具有有有有益益的的影影响响 Shimanaka等等 11 指指出出 在在无无取取 向向Fe 1 85 Si合合金金中中加加入入0 01 0 08 Sb 可可使使最最终终退退火火织织构构中中 111 组组分分减减 少少 100 组组分分增增加加 且且随随着着锑锑含含量量的的增增加加 织织构构的的这这种种变变化化更更加加显显著著 在在冷冷轧轧 无无取取向向硅硅钢钢的的再再结结晶晶退退火火过过程程中中 111 位位向向晶晶粒粒容容易易在在晶晶界界附附近近形形核核 由由于于锑锑 是是一一种种界界面面活活性性元元素素 易易在在晶晶界界偏偏聚聚 因因而而阻阻碍碍了了 111 位位向向晶晶粒粒在在晶晶界界附附近近的的 形形核核 Lyudkovsky 12 采采用用离离子子散散射射谱谱 ISS 和和反反极极图图技技术术研研究究了了Fe 1 Si无无取取向向 硅硅钢钢中中加加入入0 09 Sb后后的的晶晶粒粒尺尺寸寸 硬硬度度及及织织构构的的变变化化情情况况 得得出出结结论论 锑锑能能够够 促促进进对对材材料料磁磁性性有有利利的的织织构构组组分分的的形形成成 在在再再结结晶晶之之前前 含含锑锑与与不不含含锑锑硅硅钢钢在在织织构构 上上便便已已经经有有了了区区别别 对对于于含含锑锑硅硅钢钢 最最终终退退火火时时无无论论是是否否脱脱碳碳 110 和和 100 组组分分强强度度均均显显著著提提高高 同同时时 112 组组分分强强度度明明显显降降低低 与与不不含含锑锑硅硅钢钢相相比比 含含 锑锑硅硅钢钢在在1 5 T下下磁磁导导率率提提高高100 在在1 7 T下下磁磁导导率率提提高高30 另另外外 铁铁损损 p15 60 下下降降约约11 这这些些性性能能上上的的提提高高是是由由于于含含锑锑硅硅钢钢具具有有较较好好的的织织构构和和较较大大的的 晶晶粒粒尺尺寸寸 含含锑锑硅硅钢钢具具有有较较大大尺尺寸寸的的原原因因可可能能是是由由于于具具有有 100 和和 110 位位向向 的的晶晶粒粒边边界界迁迁移移性性提提高高 尤尤其其是是这这些些晶晶粒粒长长大大到到 111 位位向向区区域域时时 F Vodopivce等等 11 研研究究发发现现 111 面面极极点点密密度度的的最最高高值值出出现现在在锑锑含含量量最最低低 时时 然然后后随随着着锑锑含含量量增增加加其其值值逐逐渐渐降降低低 当当锑锑含含量量增增至至0 05 时时 111 面面极极点点密密度度 约约为为一一定定值值 100 面面与与 110 面面轴轴密密度度在在锑锑含含量量约约为为0 05 时时出出现现最最高高值值 4 结结语语 1 碳碳是是引引起起硅硅钢钢发发生生磁磁时时效效的的重重要要元元素素之之一一 随随着着硅硅钢钢中中碳碳含含量量的的增增加加 其其 铁铁损损增增加加 而而硅硅能能显显著著减减少少硅硅钢钢内内的的铁铁损损 但但硅硅含含量量过过高高会会使使硅硅钢钢变变脆脆 并并且且难难以以 实实现现轧轧制制变变形形 2 硅硅钢钢中中杂杂质质合合金金元元素素磷磷主主要要用用来来提提高高硅硅钢钢的的冲冲片片性性 但但磷磷是是一一种种界界面面活活 性性元元素素 偏偏聚聚于于晶晶界界会会导导致致严严重重的的晶晶界界脆脆化化 铝铝可可减减少少硅硅钢钢铁铁芯芯损损失失 但但降降低低磁磁感感 应应强强度度 且且铝铝含含量量高高时时会会使使硅硅钢钢变变脆脆 铜铜可可显显著著提提高高硅硅钢钢的的防防锈锈能能力力 氮氮 硫硫元元素素 对对硅硅钢钢性性能能总总是是有有害害的的 3 锡锡和和锑锑均均是是表表面面活活性性元元素素 可可使使硅硅钢钢最最终终退退火火织织构构中中 111 组组分分减减少少 100 组组分分和和 110 组组分分增增加加 从从而而降降低低硅硅钢钢铁铁损损 并并提提高高其其磁磁感感应应强强度度 参参 考考 文文 献献 1 冶冶金金工工业业部部钢钢铁铁研研究究院院 合合金金钢钢手手册册 北北京京 中中国国工工业业出出版版社社 1984 417 2 Moses A J The Development of Silicon Steel IEE Proceeding 1990 37 5 233 244 3 Ueno K Advancement of Vacuum Degassing Treat Metallurgy of Vacuum degassed Steel Products 1990 347 354 4 Santanu Kumar Rar Influence of the Heat Roll Condition on Domain S tructures of Silicon Steel J of Magnetism and Magnetic Materials 1982 2 8 44 5 Funke P The Effect of Sn Element and Cold Roll Aging Condition on the Secondary Recrystallization of the Unidirectional Silicon Steel She et Transactions of the Iron and Steel Society 1990 11 11 16 6 河河面面弥弥吉吉郎郎 一一方方向向电电磁磁钢钢板板 二二次次再再结结晶晶 添添加加 冷冷间间压压延延 时时 时时 件件 影影响响 铁铁 钢钢 1993 79 10 9 75 7 赵赵 宇宇 何何忠忠治治 电电工工钢钢中中晶晶界界偏偏聚聚 钢钢铁铁研研究究学学报报 1995 7 1 66 8 高高岛岛邦邦秀秀 日日本本公公开开特特许许公公报报 昭昭和和53 134722 9 中中岛岛正正三三郎郎 The Effect of Reduction of Cold Rolling on Secondary Re crystallization of Non oriented Silicon Steel 铁铁 钢钢 1983 69 5 S601 10 小小松松肇肇 Anisotropy in the Magnetic Induction Derived From the Textu re of Non oriented Electrical Steel Sheets 铁铁 钢钢 1984 70 1 469 11 Shimanaka H The Effect o