[发明专利]具有优良磁性能的晶粒取向电工钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有优良磁性能的晶粒取向电工钢板及其制造方法，更具体而言，涉及一种其磁性能可通过调节组分含量和改进制造方法而显著改善至在现有技术的相似组分体系中无法预料的程度的晶粒取向电工钢板，及其制造方法。

背景技术

电工钢板是指用于制造电工机械或设备的硅钢板。电工钢板可广义地分为晶粒取向电工钢板和无取向电工钢板。具体而言，晶粒取向电工钢板由具有被称为高斯织构(Goss texture)的晶粒组成，如高斯发现并提出的，在所述织构中，晶粒的晶面取向为{110}晶面，并且晶粒在轧制方向上的晶体取向平行于<001>轴向。因此，这些钢板在轧制方向上具有优良的磁性能。

晶粒取向电工钢板的晶体取向对其磁性能的影响可参照图1简要说明(援引文献：Arai ken et.al，Recent Development of Electrical SteelSheets，the Iron & Steel Institute of Japan，pp 15，1995)。图1是示出对单晶所进行的确定铁损与钢板的实际晶体取向相对于高斯取向的偏移角之间的相互关系的实验的结果的图表。如图1图表所示，相对于高斯取向的偏移角(即所称的β角的绝对值，将在下文对其进行描述)为约2℃时显示出最低铁损。因此，晶粒取向电工钢板通常制造为使其晶体取向相对于高斯取向的偏移角尽可能接近2。电工钢板为多晶材料，其取向可通过计算考虑晶粒面积时各晶粒的取向偏离高斯取向的角度中β角的绝对值的面积权重平均值(area-weight average)而获得。为简便起见，表述“各晶粒的取向偏离高斯取向的角度中β角的绝对值的面积权重平均值”简称为“高斯取向偏移角”。

参考图2，高斯取向偏移角由角α、β和γ表示。公知的是，控制角β是控制电工钢板磁性能的最有效方式。因此，高斯取向偏移角β在本发明说明书整篇中简称为高斯取向偏移角。

为了制造取向接近高斯取向的钢板，必须使所有晶体的取向均与高斯取向匹配。然而，由于电工钢板通过轧制板坯制造，因而它们都不可避免地具有多晶结构。因此，各个晶体具有不同的取向，要使各晶体的取向接近于高斯取向还需要专门的操作。

换言之，尽管具有多晶结构的轧制钢板包括取向接近于高斯取向的晶体，但其主要包括取向与高斯取向极为不同的晶体。因此，当以其本身的形式使用取向不同于高斯取向的晶体时，难以生产出具有优良磁性能的电工钢板。因此，具有多晶结构的钢板必须再结晶以使钢板中仅存留取向接近于高斯取向的晶体。再结晶过程中优先生长的晶体的取向由再结晶温度决定。因而，当适当控制再结晶温度时，取向接近于高斯取向的晶体可优先生长。因此，钢板在再结晶过程之前具有小部分取向接近高斯取向的晶体，而在再结晶过程之后具有大部分取向接近高斯取向的晶体。这种再结晶过程称为二次再结晶，从而使其可区别于之前的初次再结晶(将在下文描述)。

在二次再结晶之前，实施初次再结晶以使晶体均匀分布。通常，初次再结晶在冷轧过程后进行的脱碳退火之后立即进行或与之同时进行。通过初次再结晶过程，可形成粒径均匀适宜的晶粒。毫无疑问，由于所述晶粒在各个方向上取向均匀，该晶粒取向电工钢板中具有高斯取向的晶粒所占最终分数极低。

如上所述，初次再结晶钢板可通过将其在能使钢板具有高斯取向的适宜温度下进行二次再结晶而制造为具有高斯取向和优良磁性能的钢板。在此期间，如果初次再结晶钢板中具有不同取向的晶粒具有不同的尺寸，则由于“尺寸优势”(即较大晶粒比较小晶粒稳定)，无论晶粒的取向如何，较大晶粒很可能在数量上超过较小晶粒，即便该初次再结晶钢板是在能使钢板具有高斯取向的适宜温度下进行二次再结晶。因此，取向偏离高斯取向的晶粒的分数可能增加。

因此，在初次再结晶期间，晶粒必须以均匀和适宜的尺寸分布。如果晶粒过细，则界面能可由于晶体界面面积的增加而增加，从而导致晶粒不稳定。在该情况下，二次再结晶在过低温度下进行，因而取向偏离高斯取向的晶粒可能不利地大量产生。晶粒的适宜尺寸可根据所添加元素(抑制剂)的种类而变化，将在下文对此进行说明。