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稀土Y 对6.5%Si 高硅钢拉伸性能的影响

2021-03-04赵海斌秦镜刘德福张迎晖汪志刚

有色金属科学与工程 2021年1期

赵海斌, 秦镜, 刘德福, 张迎晖, 汪志刚

(江西理工大学材料冶金化学学部, 江西 赣州341000)

6.5%Si(指质量分数,下同)高硅钢具有高磁导率、近似为零的磁致伸缩、 低铁损、 低设备噪声等优良特性,特别适用于高频软磁器件[1-2]。高硅钢磁性能提升和优化产品制造工艺一直以来是发展和研究重点[3]。低温下高硅钢中 B2(CsCl 型结构)和 DO3(AlFe3型结构)有序结构的形成因其硬脆性难以采用常规轧制方法(热轧+冷轧)制备,严重阻碍了高硅钢的实际生产应用[2,4-5],为了避免6.5%Si 高硅钢在生产和制备过程中低温塑性极差的问题, 研究人员提出了许多不同的制备方法,如化学气相沉积法(CVD)[6]、物理气相沉积法(PVD)[7]、喷射成形法[8-9]、轧制法(热轧+温轧+冷轧)[2]和熔融纺丝法[2]等。

目前, 降低有序度是提高6.5%Si 高硅钢塑性的重要研究方向,淬火抑制有序-无序转变[10-12]和大压下率热变形[13-15]是降低6.5%Si 高硅钢有序度的主要方法。 热轧+温轧+冷轧的轧制方法[11,15]和熔融纺丝[16-17]是目前制备高硅钢比较热门的发展方向[2,18]。 此外,还可以通过调整化学成分利用微合金化的方法来改善合金塑性变形能力, 往合金中添加微量元素如 B,Cr,Nb,Mn等提高塑性变形能力[19-22]。例如,B 可以提高有序相的畴界密度,降低高硅钢的有序度[23]。众所周知,稀土元素具有独特的电子结构和较强的化学活性, 通过与氧、硫等元素结合,减少氧、硫等有害杂质,从而净化钢液。稀土元素还可以控制硫化物和其他化合物的形成,变质夹杂物,细化晶粒,强化晶界,提高钢的力学性能[24]。6.5%Si 高硅钢通过添加 0.023%的铈(Ce)后,在600 °C 时断裂延伸率从22.8%增加到了56.8%,这是因为其凝固组织更加均匀且细小[25]。……

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