退火过程中Fe-6.5%Si冷轧薄板组织及织构的演变

　　Fe-6.5%Si高硅合金是一种性能优异的软磁材料。与传统硅钢(硅含量<3.5%)相比，它具有电阻率高，磁晶各向异性常数低，磁致伸缩系数几乎为零等特点，因而最适合用作高速高频电机，音频和高频变压器，扼流线圈和高频下的磁屏蔽构件等[1]。鉴于铁基合金中存在的磁晶各向异性，借助变形和退火过程控制织构可进一步提高 6.5%Si合金的磁性能。刘艳等[2]观察到，经热轧、温轧和冷轧而制成的、厚0.05mm的6.56%Si高硅钢薄板中{001}面织构比较发达，经过高温退火后{001} 面织构消失而{111}面织构出现。Liu等[3]发现6.5%Si高硅钢冷轧后具有比较强的γ织构，退火后生成以{120}<100>为主的η织构，使材料磁性能显著提高。Tanya等[4]观察到，Fe-6.3% Si 高硅钢热轧后有{001}<110>织构、γ织构和Goss织构，冷轧后形成发达的γ和η织构，退火后转变成以{111}<110>织构为主的γ织构。但人们尚不了解Fe-6.5%Si高硅钢轧制织构和退火织构形成的原因及其演变机制。本文借助细致观察Fe-6.5%Si合金冷轧板在再结晶退火过程中的微观组织和织构，尝试揭示其特征冷轧织构的形成原因，以及在再结晶过程中的演变机制。

　　1 实验材料及方法

　　用中频真空感应炉熔炼实验Fe-6.5%Si合金，并浇铸成25kg铸锭[5]。原料分别选取工业纯铁DT0(纯度99.5%)，硼铁(20.43%硼，0.05%碳)和金属硅(纯度99%)。合金中各元素化学分析如表1所示。

　　通过锻造、热轧、温轧并结合适当中间热处理工艺制备出0.28mm厚的温轧板; 随后冷轧至0.08mm厚[5]。在H2+N2保护气氛下将冷轧薄板分别在600℃、700℃、800℃和900℃保温2h，并在保护气氛下冷却。另外，在50%NaCl+50%KCl盐浴中把同一个冷轧薄板试样在800℃作不同时间的累加加热处理并快冷; 加热时间为1s、加2s、加2s、加5s、加21s、加69s等，使得累计的加热时间分别为1、3、5、10、31和100s等。观察温轧后、冷轧后、不同温度退火后、在800℃盐浴中不同累加时间加热后试样的光学显微组织并检测织构。用3%硝酸水溶液对试样纵向侧面(轧向与法向决定的平面) 进行侵蚀后用NEOPHOPT 21光学显微镜观察光学组织; 采用SIMENS D5000型X射线衍射仪检测各试样的{110}、{200}、{112} 极图，并计算相应的取向分布函数。采用SIMENS D5000型X 射线衍射仪还检测了试样在800℃累加加热处理过程各阶段试样中A2、B2相{200}衍射与D03相{400}衍射的重叠衍射峰强度计数值，以及D03相{331}衍射峰强度的计数值。

　　2 组织与织构观察结果

　　如图1 所示，冷轧前的温轧板为再结晶的粗大晶粒组织(图1a) ，且形成了一定的{111}<112 >织构(图1c); 冷轧后薄板呈纤维状变形组织(图1b)，且具有体心立方金属典型的冷轧{001}<110>、{112}<110>、{111}<110>和{111}<112>织构(图1d)。