[发明专利]可大线能量焊接的电磁钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁钢板及其制造方法，具体地说，本发明涉及一种可大线能量焊接的电磁钢板及其制造方法。 

背景技术

电磁钢板最早出现在德国。德国蒂森钢铁股份公司分别于1981年和1999年在美国申请专利(专利号4350525、6287395)，揭示了电磁钢板的发明过程，同时阐述了电磁钢板中各合金元素的作用。这两个专利涉及的电磁钢板均采用高Si成分体系(Si含量在1.50％以上)，导致电磁钢板0℃及以下夏比冲击韧性不稳定，钢板的焊接性也较差，尤其不能承受大线能量焊接。 

2001～2006年宝钢申请的有关电磁钢板的专利有01126937.5、02136192.4、03116097.2、200410017999.7及200510027312.2(申请号)，这些专利文献的主要设计思想是：把中牌号无取向硅钢和50公斤级焊接结构的特性结合起来，通过合理的成分及工艺设计，使钢板的电磁性能、力学性能较德国电磁钢板有大幅提高，钢板的焊接性能也得到较大程度地改善，特别适合用作寒冷地区磁悬浮列车轨道梁上的侧面导向板。然而，这些专利均采用高Si成分体系，导致钢板低温(-20℃及以下)冲击功不稳定，更不能承受大线能量焊接，尤其焊接接头抗疲劳性能较差，不能适用于高动态载荷的水轮发电机芯部关键部件——磁轭圈。 

用于制作发电机转子磁轭圈的电磁钢板是新型的结构功能材料，在发电机中不仅要承受结构承载力、电磁感应力，而且必须具有高的磁感应强度、抗磁时效性，以提高发电机机械能--机械能、电能之间的转换效率，同时还应当具备优良的焊接性，可采用大线能量焊接，是一种高效、节能、绿色环保的高附加值产品。然而，电磁钢板尤其电磁特厚钢板是厚板产品中难度最大的品种之一，因为该钢板不仅要求具有较高的强度、高韧性和大线能量焊接性，而且还要具有高磁感应强度及抗磁时效性；其次，力学性能和电磁性能在成分设计和工艺设计上相互冲突，很难调和，在提高钢板力学性能和焊接性尤其大线能量焊接性的同时，必将导致电磁性能的恶化，反之，在提高钢板电磁性能的同时，必将导致力学性能和焊接性尤其大线能量焊接性的恶化。如何平衡力学性能、大线能量焊接性及电磁性能是本产品最大的难点之一，也是关键核心技术。

因此，本发明的目的在于提供一种具有优异的力学性能、电磁性能和焊接性的电磁钢板，可承受大线能量焊接，尤其是焊接接头抗疲劳性能优良，特别适宜于用作高动态载荷的水轮发电机芯部磁轭圈。 

发明内容

本发明提供一种电磁钢板，其特征在于，包括以下质量百分比的组成： 

C：0.035％～0.075％ 

Si：≤0.40％ 

Mn：1.10％～1.50％ 

P：≤0.015％ 

S：≤0.005％ 

Als：0.040％～0.070％ 

Cu：0.05％～0.45％ 

Ni：0.10～0.50％ 

Cr：0.05％～0.30％ 

Ti：0.006％～0.012％ 

Nb：≤0.003％ 

V：≤0.003％ 

Nb+V ≤0.005％ 

N：≤0.0040％ 

Ca：0.001％～0.006％ 

其余为铁和不可避免的夹杂。 

C、Mn当量之间的关系：20≤Mn无因次当量/C≤40，以保证电磁钢板同时具有优 良的低温韧性、电磁性能及可大线能量焊接性能，其中Mn无因次当量＝Mn+0.73Ni+0.46(Cu-2.33Cu²)-0.28Cr； 

Ti与N之间的关系：Ti/N在2.0～4.0之间； 

Als≥10(N_total-0.292Ti)，以确保钢板可承受大线能量焊接，HAZ低温韧性优良及防止磁时效； 

Cu与Ni之间的关系：Ni/Cu≥1.0； 

Ca与S之间的关系：Ca/S在1.00～3.00之间； 

所述电磁钢板的组织是均匀细小的等轴铁素体晶粒。