稀土Y微合金化6.5%Si高硅钢增韧增塑机理及热轧温轧组织与织构演变研究

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高硅钢具有低铁损、高磁导率和近乎于零的磁致伸缩等优良软磁性能,然而高硅钢在低温下容易形成B2和DO3有序相,导致严重的硬脆性,难以通过传统的加工方法进行大批量生产,阻碍了高硅钢的工业化生产和实际推广应用。因此,本文以无稀土和含0.03wt%Y的两种Fe–6.5wt%Si高硅钢为研究对象,开展了高温拉伸实验、热压缩实验和热轧温轧实验,系统研究了稀土Y对Fe–6.5wt%Si高硅钢塑韧性的影响,建立了两种高硅钢的本构方程和热加工图,基于热加工图进行了热轧和温轧实验,研究了稀土Y对Fe–6.5wt%Si高硅钢热轧温轧组织与织构演变的影响,主要研究结果如下:(1)稀土Y起到了细化锻坯晶粒的作用,减小了有序相畴尺寸,降低了有序度,从而降低了其硬度。稀土Y提高了高硅钢在200800℃的延伸率、断面收缩率和抗拉强度,添加稀土Y后,Fe–6.5wt%Si高硅钢塑韧性的提高可归因于晶粒细化和有序度降低。(2)稀土Y提高了高硅钢在600900℃和0.0110 s-1变形条件范围内的平均热变形激活能,明显缩小了失稳区,扩大了安全区,很大程度上抑制了微裂纹的扩展,提高了高硅钢的塑性,一方面是因为热压缩前含Y锻坯的晶粒更为细小,起到了细晶强化的作用,另一方面,Y2O3和YS等细小夹杂物能够钉扎晶界和位错,强化晶界和阻碍位错运动,提高位错密度,破坏有序结构,导致有序畴细化,有利于塑性软化。此外,稀土Y提高了∑CSL晶界比例,有利于裂纹尖端应力释放,进而阻碍裂纹扩展,对塑性提高也起到了一定的作用。(3)细小的稀土夹杂物不仅阻碍了高硅钢温轧过程中位错的运动,形成更粗大的剪切带,而且在后续退火过程钉扎晶界,阻碍晶界迁移,抑制晶粒长大,降低再结晶比例。Y削弱了高硅钢锻坯{001}<100>织构强度,各工序下Y对织构类型影响不明显,但削弱了主要织构强度。锻坯的强{001}<100>取向经过热轧转向{001}<110>取向,常化后织构类型基本不变,强度有所减弱。经过温轧后,不稳定的{001}<110>取向沿α取向线转向稳定的{112}<110>取向及部分转向γ取向。经过退火后,形变γ织构转变为再结晶γ织构,同时形成α*织构({h11}<1/h,1,2>)。高硅钢热轧温轧及退火过程织构转变路径为:{001}<100>→{001}<110>→{112}<110>+{111}→{h11}<1/h,1,2>+{111}
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