异步轧制无取向硅钢

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1、分类号密级UDC学位论文异步轧制无取向硅钢的渗硅行为研究作者姓名：张瑞君指导教师：刘刚教授东北大学研究院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：材料学论文提交日期：2013年06月论文答辩日期：2013年06月学位授予日期：答辩委员会主席：评阅人：东北大学2013年06月AThesisinMaterialScienceTheSiliconizingBehaviorofNon-grainOrientedSiliconSteelSubjectedtoCrossShearRollingByZhangRuijunSupervisor:Profes

2、sorLiuGangNortheasternUniversityJune2013独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同

3、意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年□一年□一年半□两年□学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：东北大学硕士学位论文摘要异步轧制无取向硅钢的渗硅行为研究摘要高硅钢具有高磁导率、低铁损和低磁致伸缩等优异的软磁性能，在电力和电子等工业领域有广泛需求，但因硅增加而引起的高脆性使其难以进行常规轧制。目前，已有多种高硅钢制备方法，其中只有化学气相沉积（CVD）法在日本用于小规模生产，其主要问题是：温度高和卤化物含量高引起的设备和板材表面腐蚀严重、后续温轧工艺（用

4、于降低因卤化物腐蚀而增加的表面粗糙度）复杂、硅钢基板铁量损失大及FeCl2气体污染环境等。本文采用异步轧制在3%无取向硅钢表面制备纳米结构，以表面高体积分数的晶界、位错和空位等缺陷作为硅原子扩散通道，以表面纳米晶的高活性加快化学反应，大幅度地降低无取向硅钢的渗硅温度和渗硅源中卤化物的含量，从而解决CVD法存在的问题。为了优化渗硅技术、获得致密的渗硅层，本文重点开展了以下研究工作：对3%无取向硅钢进行不同速比的异步轧制，在板材表面获得尺寸不同的纳米晶组织；采用固体粉末渗硅法，设计升温+保温+炉冷、升温+保温+空冷和保温+空冷三种工艺，在Si+0~

5、3wt.%卤化物中、T1~T4℃的温度范围内进行10~30min的渗硅处理；用XRD、SEM、EDS和TEM等技术对表层的物相组成、横截面的形貌和硅成分分布、表面纳米晶组织等进行了测试分析，系统地研究了渗硅工艺参数（温度、时间、卤化物含量）对渗硅行为的影响。主要结论如下：1.经过20道次、压下量为92%的异步轧制后，板材表面形成了取向接近随机分布的纳米晶组织，速比为~1.31和~1.18轧制板材表层的晶粒尺寸分别为10~30nm和30~50nm。2.使用固体渗硅技术，在T1~T4℃、Si+0.5~3wt.%卤化物中退火10~30min，可在异步

6、轧制样品表面获得厚度为数十微米以上的渗硅层，证明异步轧制能大幅度地降低3%无取向硅钢的渗硅温度和渗剂中卤化物的含量。3.提高渗硅温度、保温时间、卤化物含量等有助于加快渗硅进程，直至板材达到通体15wt.%硅。I东北大学硕士学位论文摘要4.渗硅层的物相多由FeSi和Fe3Si组成，其中FeSi相含量随着温度的升高而增加，而与保温时间和卤化物含量的关系不大。5.适当提高渗硅温度、保温时间和卤化物含量有助于渗硅层致密度和表面光洁度的改善。6.异步轧制板材表面纳米晶的尺寸对渗硅过程的影响不大。关键词：3%无取向硅钢；异步轧制；固体渗硅；结构；物相II东

7、北大学硕士学位论文AbstractTheSiliconizingBehaviorofNon-grainOrientedSiliconSteelSubjectedtoCrossShearRollingAbstractHighsiliconsteelsexhibitssuperiorcomprehensivesoftmagneticproperties,suchashighpermeability,verylowcorelossandnearlyzeromagnetostriction,soitisexpectedtobeusedinpoweran

8、delectricindustries.However,itslarge-scaleproductionbyusingconventionalroll