Page 46 - 理化检验-物理分册2021年第四期

刘云霞, 等: 无取向硅钢在全工艺流程中的组织和织构变化

途径之一。高硅含量新能源车用无取向硅钢的组织
和织构分析多基于试验室制备的样品 [ 4-6 ] , 而关于工
业生产全流程样品的分析却鲜有报道。因此, 笔者通
过分析硅质量分数为 2.5%~3.5% 的无取向硅钢在
全工艺流程中的组织和织构变化, 研究了无取向硅钢
在全工艺流程中各阶段的组织和织构的演变规律。

1 试验方法

试验材料为硅质量分数为 2.5%~3.5% 的新能
图 1 热轧板显微组织形貌
源汽车用无取向硅钢, 其化学成分见表 1 。为了分
Fi g 1 Microstructuremor p holo gy ofhotrolledp late
析全工艺流程( 热轧、 常化、 冷轧、 退火) 中样品组织、
织构的转变, 选取该硅钢热轧、 常化、 冷轧和成品板
试样, 对轧制方向 - 法线方向( ND-RD ) 的全厚 度 方
向进行金相观察及电子背散射衍身( EBSD ) 取向成
像分析( 金相观察时定义上下表面至板厚 1 / 4 层位
置为表层, 上下 1 / 4 层之间为中心层), 并对冷硬板
表层进行 X 射线衍射( XRD ) 织构检测。
表 1 硅含量 2.5%~3.5% 的无取向硅钢的化学成分( 质量分数)

Tab 1 Chemicalcom p ositionsofthenon-orientedsiliconsteelwith

siliconcontentof2 5%-3 5% massfraction %
C Si Mn P S Al N Fe
图 2 热轧板不同位置的取向成像图及织构 ODF 截面图
≤0.0042.5~3.5 0.35 ≤0.01 ≤0.004 0.75 ≤0.003 余量
Fi g 2 Orientationima g eandtextureODFcrosssectionof

hotrolledp lateatdifferent p ositions
2 试验结果与讨论
热轧过程中剪切力的作用而形成上述织构。
2.1 热轧板的组织和织构 由图 1 和图 2 均可观察到再结晶晶粒的分布不
该无取向硅钢热轧板的显微组织形貌如图 1 所 均匀现象, 其表层主要为再结晶组织, 从表层到中心
示, 可见热轧板沿厚度方向上存在明显的组织不均匀 层, 再结晶晶粒的面积分数逐渐减少, 通过 EBSD 数

性, 而这种不均匀性必然也会导致织构的不均匀性, 据分析可以区分出完整的再结晶组织、 亚晶组织和
即织构梯度。其热轧板为正常的分层组织, 表层为再 形变组织。热轧板中 3 种不同组织的分布如图 3 所
结晶组织, 中心层为带状回复组织, 过渡区域为再结 示, 可见亚晶组织和形变组织大致交替层叠分布在
晶和回复组织混杂分布。原因主要是在热轧温度及 中心层区域。再结晶组织、 亚晶组织和形变组织的
应力场的共同作用下, 热轧板表面会优先于中心层区 面积分数分别为 31.1% , 36.3% , 32.6% 。
域发生再结晶, 而中心层区域由于存储能较低, 且温
度较高, 动态回复占主导作用, 所以主要为回复组织。
热轧板厚度方向不同位置的 EBSD 取向成像图
如图 2 所示, 热轧组织表现为很强的分层现象, 表层
为再结晶组织, 中心层为带状的形变组织, 次表层为
过渡组织。由取向分布函数( ODF ) 图可看出中心
层表现为强 α线织构, 次表层主要为 Goss织构、 黄
铜和铜型剪切织构。这是因为板坯加热阶段组织为
无相变的铁素体, 不会有两相区轧制时的相变碎化
作用, 中心层的带状组织是铸坯中的大量柱状晶和 图 3 热轧板的再结晶、 亚晶和形变组织分布图

心部等轴晶组织经热变形后形成的。而次表层的过 Fi g 3 Microstructuredistributiondia g ramofrecr y stallization

subcr y stallizationanddeformationstructureofhotrolledp late
渡区域存在少量再结晶组织和残留形变组织, 由于
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