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钢材性能控制方法,50Mn钢板

2018/12/24    来源:50Mn钢板    作者:50Mn钢板  阅读:次  【打印此页】

钢材性能控制方法,50Mn钢板

钢材在塑性加工过程中除了获得所需的最终形状和尺寸外,同时根据使用的要求控制其内在组织结构的演变以获得所期望的优良性能的工艺过程。钢材的性能主要取决于钢的内在组织结构,而组织结构又取决于钢的化学成分和生产工艺。根据用途不同,对钢材性能的要求也各异,能在加工过程中控制的几种有代表性的性能是:强韧性能(见强韧性控制),电磁性能,冲压性能,拉拔性能,热强性能和疲劳性能。  电磁性能的控制在磁性材料中,硅钢片是重要的产品,它是电力和电讯工业的重要原材料,用以制造发电机、电动机和变压器等的铁芯。它的质量水平直接关系到能否大幅度地节能省电。硅钢片分冷轧的和热轧的,冷轧的又分取向的和无取向的,其中以冷轧取向硅钢片的质量最高(见硅钢薄板生产),但生产工艺复杂,技术难度大,加工过程对其电磁性能有重大影响。

 
硅钢的组织结构是由体心立方的α铁固溶体(固溶硅原子)的晶粒组成的,其磁性能沿各晶向的方向而异,[001]方向磁性最优,称易磁化方向,而[111]方向磁性最差,称难磁化方向,[110]方向磁性居于以上二者之间。在[001]方向上之所以具有优良的磁性是因为每个磁畴的磁化矢量分布于晶体这个轴上。在平时由于许多磁畴的相互混乱排列而显示不出磁性,但磁化时,由于磁畴转动到一致的方向,而显示出磁性。原先就分布在[001]方向上的磁畴能量最低,磁化时消耗的能量也最少,所以最易磁化,磁滞损耗也最小,磁感应强度也最大。
 
优良磁性的冷轧取向硅钢片具有(110)[001]织构,也叫戈斯(N.P.Goss)织构。轧制时,它的[001]方向应平行于轧制方向,(110)晶面平行于轧制面。用这种织构的冷轧硅钢片制造变压器和大型电机铁芯时,使轧制方向平行于磁化方向,产品性能质量可大为提高,体积减小,省材节电。但生产这种冷轧取向硅钢片时,钢中需有一定数量的有利夹杂,例如MnS或AlN等,而作为有利夹杂物应具备以下两个条件:(1)能强烈抑制初次再结晶晶粒的正常长大,却能让作为二次再结晶晶核这类有利夹杂的质点必须细小而又弥散均匀地存在于钢中。
 
(2)在二次再结晶温度范围(820~1000℃),有利夹杂应聚集并随温度升高而溶解,促使二次再结晶晶粒非连续性突然长大,即使(110)(001]取向的一些个别大晶粒吞并周围的初次再结晶的小品粒而长大。由于这些有利夹杂物中的硫和氮对磁性是不利的,应使它们在高温退火中能被介质除掉。
 
但是要使有利夹杂物实现上述要求,必须对生产该钢的加热、轧制和热处理等加工过程加以科学而严格的控制。板坯在加热时一般要高温(≥1350℃),使有利夹杂物充分固溶;钢坯热轧成带后,除了冷却速度宜快外,还应低温卷取(550℃左右),卷后要缓慢冷却,促使析出的有利夹杂物细小弥散。加MnS的钢要经二阶段冷轧,加AlN的钢(高磁感HiB硅钢片)只经一阶段冷轧,它们有各自最佳的变形量范围。这不仅是达到成品厚度所需,也是为形成戈斯织构前需获得某些变形取向织构(如(111)[1lO]织构)的条件。冷轧前后的低温热处理,目的是为了脱碳和消除加工硬化。最后高温退火(一般在H。的气氛中进行)为的是使戈斯织构择优形核和优先长大,最后高温段H。形成H:S和NHs除掉成品钢中的s和N。
 
生产热轧硅钢片,为了提高磁性,将叠轧薄板(见叠轧薄板生产)的终轧温度提高到>~650℃,然后迅速放入水槽中浸渍快冷,使钢中的碳过饱和固溶,并保存加工变形应力,作用是尽可能提高钢中畸变能,使紧接在退火时形成有利织构,在工业生产中如此控制,其磁性可提高1~2个牌号。
 
冲压性能的控制冲压或拉延是金属塑性加工方法之一,用以使板材成为各类形状和大小的壳体,它们是生产交通工具和人们生活用品不可缺少的部件(见深,中钢板生产)。好的冲压性能是延伸率大和屈强比(以/巩)小,硬化指数大,屈服平台小(防止吕德斯带即变形滑移带产生,它将导致冲压件表面质量恶化)。但实际中常用板材在宽度和厚度方向上产生塑性应变比r(希望>1)和板材平面四个方向(90。、O。和两个45。)的塑性应变比的平均值r的大小来衡量冲压性能的好坏。

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