取向硅钢初次再结晶退火工艺正交试验

　　取向硅钢也称冷轧变压器钢，是一种应用于变压器(铁芯)制造行业的重要硅铁合金。它的生产工艺复杂。制造技术严格，制造工序长，而其影响性能的因素多，因此常把取向硅钢产品质量看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志[1]。

　　脱碳再结晶退火是硅钢生产过程中一个必不可少的环节，其主要包括初次再结晶退火和二次再结晶退火，硅钢最终的织构和组织是通过二次再结晶形成的，但是初次再结晶退火对二次再结晶退火获得锋锐的高斯取向有重要的影响[2-3]。初次再结晶退火工艺( 如: 加热温度、保温时间、气氛的控制等)对二次再结晶织构的影响已有相关研究[4-6]，但是初次再结晶退火工艺因素如何对通过初次再结晶影响二次再结晶织构研究不够深入，特别是在初次再结晶退火中，如何控制相关工艺参数、哪个是重要因素也未见报道。本文的研究目的是拟通过正交试验来寻找影响初次再结晶退火工艺的主次要因素，以保证二次再结晶获得锋锐的高斯织构，为合理制定取向硅钢脱碳退火工艺奠定基础。

　　1 试验材料及研究方法

　　试验钢经过25kg真空感应炉冶炼并锻造成试样尺寸为350mm×100mm×70mm的坯料，试验材料的主要化学成分见表1所示。锻好后的试验钢在北京科技大学轧制中心经350两辊可逆轧机进行热轧。热轧工艺为了模拟现场的CSP连铸连轧工艺，锻坯以900℃入炉将试样以10℃/s的速度加热到1250℃ ，保温90min，以5℃/s的速度降到900℃，模拟连铸坯快速冷凝后温度的下降过程; 随后将铸坯立即以5℃/s的速度升温至1150℃，保温30min，模拟薄板连铸坯均热炉均热，开轧温度1112℃，经过5道次轧制后降温到900℃开始第六道次轧制，终轧温度850℃，空冷至约650℃保温模拟卷取，热轧板最终厚度3.5mm。常化处理采用两段式加热工艺进行，热轧样品先在1000℃的加热炉中保温12min，出炉空冷到920～960℃范围，并保温3min，进行沸水淬。后经支撑辊尺寸为Φ550mm×450mm及工作辊尺寸为Φ150mm×470mm的直拉式四辊可逆轧机进行总变形率为85.7%的冷轧变形，轧制最终厚度为0.50mm。

　　将冷轧后的硅钢片切割成20 mm×15mm的小片，按照表2确定正交试验因素及水平，根据L9(34)正交表确定试验方案[7]。同时采用两个箱式加热炉进行两段式初次再结晶退火，将初次再结晶处理的试样同时放入管式气氛炉中，通入N2和H2混合气体，以约300℃/h 速度升到900℃，保温30h。然后换为纯H2，15℃/h的速度升温到1200℃，并保温10h。断电后冷却到600℃，换为氮气冷到<300℃出炉，二次再结晶退火工艺如图1所示。最后采用德国D8ADVANCE型X射线衍射仪检测退火试样不同部位的晶面(110)，(200)，(211)的极图，利用自带的TexEval-Txd4 软件根据级数展开法，获得所需的取向分布函数(ODF)图。