Способ производства полосы анизотропной электротехнической стали Советский патент 1991 года по МПК C21D8/12 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления анизотропной электротехнической стали, в том числе кремнистой стали с ребровой текстурой (110)/001/.

Целью изобретения является снижение удельных потерь энергии при перемагничи- вании в анизотропной электротехнической стали.

Способ включает горячую прокатку, по крайней мере одну холодную прокатку до заданной толщины, обезуглероживающий и рекристаллизационные отжиги, обработку для создания барьеров роста зерна внутри листа вдоль его поверхности и окончательный рекристаллизационный отжиг в градиентном температурном поле, которое перемещают вдоль ширины полосы. После холодной прокатки до заданной толщины проводят дополнительную обработку для создания барьеров роста зерна в кромке полосы, со стороны которой перемещают градиентное температурное поле, причем эту обработку осуществляют локально с поверхности листа по всей его толщине, например выполняют сквозные отверстия, при этом площадь барьера в плоскости листа равна 0,01-2 мм2, расстояние между центрами барьеров вдоль направления прокатки составляет 2-10 мм и отстоят они

К

Х|

О

со о

от края полосы на 5-50 мм, полосу между парами барьеров гофрируют, гофр располагают вдоль направления прокатки, угол между складками гофра равен 0,5-15°, а высота гофра составляет 0,5-2 мм, эту кромку полосы после окончательного рекристалли- зационного отжига удаляют.

Сравнительный анализ с известным способом показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что после холодной прокатки до заданной толщины проводят дополнительную обработку для создания барьеров роста зерна в кромке полосы, со стороны которой перемещают градиентное температурное поле, причем эту обработку осуществляют локалько с поверхности листа по всей его толщине, например выполняют сквозные отверстия, при этом площадь барьера в плоскости листа равна 0,01-2 мм2, расстояние между центрами барьеров вдоль направления прокатки составляет 2- 10 мм и отсоят они от края полосы на 5-50 мм, полосу между парами барьеров гофрируют, гофр располагают вдоль направления прокатки, угол между складками гофра равен 0,5-15 , а высота гофра составляет 0,5- 2 мм, эту кромку полосы после окончательного рекристаллизационного отжига удаляют.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В процессе рекристаллизации а зернах образуются субграницы, которые оказывают влияние на магнитные свойства. Одним из механизмов возникновения субграниц в материале при рекристаллизации является обход растущими зернами барьеров. После обхода барьера части зерна не могут точно состыковаться, так как при раздельном росте они набирают некоторую разориентацию между собой. Это приводит к образованию субграницы, которая затем воспроизводится и тянется границей зерна по мере ее перемещения. Субграницы измельчают магнитную доменную структуру и создают благоприятные условия для формирования зародышей перемагничивания и их роста при перемагничивании, что облегчает процесс дробления магнитной доменной структуры и тем самым обеспечивает снижение удельных потерь энергии при перемагничи0от1ИИ

. Дополнительная обработка после холодной прокатки до заданной толщины для создания барьеров роста зерна в кромке полосы, со стороны которой перемещают градиентное температурное поле, необходима для того, чтобы получить структурные барьеры, которые обходятся зерном с образованием субграницы. Барьеры необходимо делать локальными и по всей толщине листа для того, чтобы они были надежными препятствиями для роста зерна и обходились этим зерном. Причем достаточно создать барьеры в кромке полосы, так как образовавшиеся субграницы в кромке полосы или динамическом градиентном отжиге проходят через всю ширину полосы. Площадь барьеров в плоскости листа необходи0 мо поддерживать в пределах 0,01-2 мм2 для того, чтобы имелась возможность управления расстоянием между центрами барьеров. Кроме того, получение барьера площадью менее 0,01 мм2 требует специ5 ального оборудования, а создание барьеров площадью более 2 мм2 не целесообразно, так как такой площади барьера достаточно для формирования субграницы. Расстояние между барьерами 2-10 мм необходимо для

0 того, чтобы достичь наибольшего снижения удельных потерь энергии при перемагничивании. Расстояние барьеров от края полосы 5-50 мм необходимо для того, чтобы во всех зернах, получающихся в результате конку5 рентного роста, были субграницы. Гофры между парами барьеров необходимы для увеличения разориентации между раздельно растущими частями зерна при обходе барьера. При этом угол между складками

0 гофра не должен превышать 15 , так как при больших углах зерно не прорастает через гофр. Создание угла менее 0,5° связано с трудностями. Высоту гофра в пределах 0,5- 2 мм необходимо поддерживать для того,

5 чтобы гофры не осложняли формирование рулона. Кроме того, высоту менее 0,5 мм сделать не представляется возможным, так как при этом материал испытывает лишь упругую деформацию, а при получении гоф0 ра высотой более 2 мм материал разрушается. Кромку полосы с барьерами и гофрами после окончательного рекристаллизационного отжига необходимо удалять, так как использование стали с плохой планшетно5 стью при изготовлении магнитопроводов не целесообразно.

Пример. Горячекатаные полосы электротехнической стали, содержащей 3% кремния, толщиной 2,5 мм вхолодную про0 катыеают до толщины 0,62 мм и отжигают при 850°С 7 мин. Для создания барьеров роста зерен внутри листа вдоль его поверхности листы с одинаковым химическим составом укладывают внахлест по всей

5 поверхности, помещают между ними лист из сплава железа с 5,5% кремния толщиной 0,3 мм и проводят сварку взрывом. Затем сварные образцы прокатывают вхолодную до толщины 0,63 мм. Далее проводят дополнительную обработку для создания локальных сквозных барьеров роста зерна в кромке полосы, например выполняют отверстия диаметром 0,5 мм на расстоянии между центрами отверстий 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 и 12 мм и от края полосы 3, 5, 10, 20, 30, 50 и 70 мм. Между парами отверстий выполняют гофр, при этом угол между складками гофра изменяют от 0.5 до 16° высоту гофра делают равной 0,5; 1 и 2 мм. Затем проводят отжиг при 850°С 7 мин в среде влажного водорода, во время которого протекают процессы обезуглероживания и первичной рекристаллизации, после чего образцы отжигают в градиентном температурном поле. Градиент температуры равен 450 град/см при максимальной температуре 1200°С, скорость перемещения градиентного температурного поля составляет 36 мм/ч, температурное поле начинают перемещать с кромки полосы, на которой выполнены отверстия.

После окончательного отжига из полос электроискровым способом вырезают образцы размером 110x5x0, 63 мм и на них ваттметровым методом измеряют удельные потери энергии при перемагничивании Р1/60 (магнитная индукция 1 Тл, частота пе- ремагничивания 60 Гц).

Наименьшие потери энергии наблюдаются, когда отверстия расположены друг от друга на расстоянии 2 мм и от края полосы 50 мм, и составляют 1,59 Вт/кг. Увеличение и уменьшение расстояния между отверстиями ведет к увеличению потерь энергии, а при 1 и 12 мм они не отличаются от потерь в контрольных образцах (без локальных барьеров) и составляют 1,73 Вт/кг. При уменьшении расстояния отверстий от края полосы менее 5 мм потери энергии в опытных и контрольных образцах одинаковы. Увеличение этого расстояния более 50 мм не приводит к изменению потерь энергии, они остаются равными 1,59 Вт/кг. При угле между складками гофра более 15° зерна не

прорастают через гофр, а при выполнении гофра высотой более 2 мм происходит разрушение материала.

Следовательно, отверстия (локальные барьеры роста зерна) нужно выполнять на расстоянии между центрами 2-10 мм и 5- 50 мм от края полосы, гофр должен быть высотой не более 2 мм, а угол между складками гофра должен быть менее 15°.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать электротехническую сталь с пониженными удельными потерями энергии при перемагничивании. Снижение потерь по сравнению с известным способом достигает 8%. Кроме того, способ прост и надежен в осуществлении.

Формула изобретения

1.Способ производства полосы анизотропной электротехнической стали, включающий холодную прокатку, гофрирование и рекристаллизационный отжиг в градиентном температурном поле, отличающий- с я тем, что, с целью снижения потерь энергии при перемагничивании, после холодной прокатки проводят дополнительную обработку кромки полосы для создания барьеров роста зерна по всей ее толщине, полосу между парами соседних барьеров гофрируют вдоль направления прокатки, рекристал- лизационный отжиг в градиентном температурном поле проводят по ширине полосы, начиная с дополнительно обработанной кромки, а после рекристаляизацион- ного отжига эту кромку удаляют.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что барьеры роста зерна создают а виде сквозных отверстий, при этом площадь барьера равна 0,01-2,0 мм . расстояние между центрами барьеров вдоль направления прокатки составляет 2-10 мм, барьеры отстоят от края полосы на 5-50 мм, угол между складками гофра равен 0,5-15,0°, высота гофра достигает 0,5-2,0 мм.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления анизотропной электротехнической стали. Цель - снижение удельных потерь при пе- ремагничивании за счет создания субграниц. В способе, включающем горячую прокатку, по крайней мере одну холодную прокатку до заданной толщины, обезуглероживающий и рекристаллизацмонные отжиги, обработку для создания барьеров роста зерна внутри листа вдоль его поверхности и окончательный отжиг в градиентном температурном поле, которое перемещают вдоль ширины полосы, после холодной прокатки до заданной толщины проводят дополнительную обработку для создание барьеров роста зерна в кромке полосы, со стороны которой перемещают градиентное температурное поле. При этом эту обработку осуществляют локально по всей толщине листа, например выполняют сквозные отверстия. Площадь барьера в плоскости листа равна 0,01-2 мм2, расстояние между центрами барьеров составляет 2-10 мм вдоль направления прокатки, а расстояние от края поло сы до барьера соответствует 5-50 мм. Полосу между парами барьеров гофрируют перед обезуглероживающим отжигом, гофр располагают вдоль направления прокатки, причем угол между складками гофра соответствует 0,5-15°, а высота гофра составляет 0,5-2 мм, кромку полосы после окончательного рекристаллизационного отжига удаляют. 1 з.п. ф-лы.