电工钢热轧板最佳退火工艺的选择

1、电工钢热轧板最佳退火工艺的选择电工钢是一种广泛应用于发电机组中的材料，该材料由于具备优良的磁性能而受到人们的广泛关注，但其具备较强的脆性，加工性能较差成为了其进一步发展的瓶颈。 通过学者的不断努力，已经通过对热轧电工钢板进行退火处理，通过摸索其组织中的有序相、无序相与其脆性之间的关系来实现 Fe-Si无序相区淬火，消除材料的加工硬化，是改善电工钢板材塑性的关键步骤，但目前该方面的研究尚未达到工业生产的需求，因此非常有必要对其热轧板的退火工艺进行更为深入的研究。退火处理是提高电工钢板塑性的关键工艺步骤，因此本文以一种工业化的电工钢板为实验材料，通过不同的退火处理工艺来处理热轧态高硅钢板，探究退火

2、加热温度及保温时间对电工钢热轧板组织和性能的影响，并在此基础上指出最佳退火处理工艺范围。1、试验材料与方法实验材料为一种市场上成熟的热轧态 6.5Si（质量分数）电工钢板，板材尺寸约为 30 mm×30 mm×1 mm，对热轧板进行退火处理，退火温度及时间具体参数如表 1 所示。表1 热处理工艺参数将退火前后的试样制成金相样，然后利用光学显微镜、维氏显微硬度计、扫描电镜等手段对退火前后试样的组织和性能进行检测分析。2、试验结果及讨论（1）显微组织热轧态试样经退火处理后的金相组织如图 1 所示，并对各试样的晶粒尺寸进行统计，如图 2 所示。如图 1 所示， 随着退火保温时

3、间的延长和保温温度的升高，试样组织中的晶粒逐渐变为等轴晶粒，且尺寸逐渐增大。 经过 850 -60 s 退火处理后，热轧电工钢板的组织已完成静态再结晶， 这主要是由于热轧带的形变量较大，其晶粒储存的变形能较高，因此触发其组织晶粒发生再结晶所需的条件较低。材料已完成再结晶后，其晶粒长大的速度随着温度的升高呈指数倍加大，因此其组织中的大晶粒会急速长大并吞并周围的小晶粒，过度长大的晶粒会恶化材料的加工性能，导致材料脆性增大，容易开裂变形。 结合试样的微观组织结构，该电工钢较为合适的退火处理工艺是在 850 下保温 90 s， 温度过高容易导致材料脆性。 通过图 2 的定量统计可知，随着退火温度的上升

4、和退火时间的延长，材料的晶粒尺寸增大，而且相对而言，退火温度对材料组织再结晶的影响更为强烈。图1 试样经不同退火工艺处理后的金相组织图2 各试样退火后的平均晶粒尺寸统计（2）显微硬度要高于 850 -60 s 退火后的硬度，同种现象在900 -90 s 和 850 -90 s 中也可以发现。 退火温度的升高导致材料的硬度出现一定程度的上升，其主要原因是该温度区域发生了无序相向有序相的转变，由于晶格畸变导致材料的硬度 出 现 轻 度上升。图3 各试样的显微硬度（3）扫描电镜及能谱分析对热轧态及退火态试样进行扫描电镜观察及EDS 能谱分析，以了解元素的去向及成相规律，热轧态及 850 -60 s

5、退火态试样的 SEM 图像及对应的能谱分析分别如图 4 和图 5 所示。从图 4（a）中可见热轧试样表面出现了明显的衬度差别，对其进行能谱分析，如图 4（b）所示，晶界处白亮部分元素含 Fe、Cu、Si，而衬度较暗的部分则无 Cu 元素。从图 5（a）中可以看出，退火后试样形貌无明显衬度差别，对其进行面扫描分析可看出，试样经热处理后组织中的 Fe、Si、Cu 等元素分布较为均匀，如图5（b）、5（c）和 5（d）。 退火处理对热轧态电工钢的合金元素分布有很大影响，通过退火热处理可使试样中Fe、Si 等元素分布更加均匀。3、结语（1）电工钢热轧板在 850 退火 60 s 以上即可完成再结晶，退

6、火温度对材料组织再结晶的影响较退火时间更为强烈；（2）退火温度的上升和退火时间的延长都会导致材料硬度出现下降，退火温度的影响比退火时间对材料的硬度影响更大；（3）退火处理对热轧态电工钢的 Fe、Si 等元素分布更加均匀，该电工钢较为合适的退火处理工艺是 850 -90 s。参考文献：1杨劲松,谢建新,周成. 6.5%Si 高硅钢的制备工艺及发展前景 J.功能材料,2003,3(34): 244-246.2王东 ，王春霖. 6.5%Si 电工钢的特性及应用 J. 南 方金属 ，2009（6）：2629.3杨劲松，谢建新，周成. 6.5%Si 高硅钢的制备工艺及其发展前景J. 功能材料，2003，4(3)：244-246.4牛长胜，王艳丽，林均品 ，等. Fe3Si 基合金不同热处理工艺的软化机制J.