Введение к работе
Актуальность проблемы. Основным микроструктурным параметром, характеризующим высокие магнитные свойства электротехнической анизотропной стали (ЭАС), является ее текстурное состояние. Изготовление сердечников трансформаторов из хорошо текстурованных сталей позволяет резко сократить габариты и массу преобразователей электроэнергии, снизить потери энергии, увеличить коэффициент полезного действия установок. Важнейшую роль в формировании текстуры играет ингибиторная фаза, состав которой зависит от исходного химического состава стали. В настоящее время наименее изученным типом ЭАС является сталь нитридного варианта ингибирования, хотя уровень достигаемых магнитных свойств такой стали значительно выше свойств сульфидной ЭАС.
В связи с изменением экономической ситуации в стране и нарушениями традиционных технологических связей между предприятиями Верх-Исетскому металлургическому заводу после прекращения поставок подката ЭАС сульфидного варианта удалось наладить контакты с Магнитогорским (ММК) и Новолипецким (НЛМК) металлургическими комбинатами, располагающими мощностями по производству подката ЭАС нитридного варианта, что привело к необходимости внедрения новых схем обработки стали.
Таким образом, исследование закономерностей структуро- и текстурообр&зова-ния при обработке ЭАС, определение технологических факторов, позволяющих управлять этими процессами и обеспечивать оптимальные условия их протекания с учетом природы фазы-ингибитора, является актуальной проблемой как с научной, так и с практической точки зрения, поскольку является основой построения технологии производства ЭАС с высоким уровнем магнитных свойств.
Цель работы заключалась в изучении особенностей структурообразования в ЭАС, содержащей ингибиторнуго фазу на основе азота для оптимизации процессов производства ЭАС нитридного варианта ингибирования в условиях ВИЗа. Для достижения поставленной цели было необходимо:
1. Выявить основные характеристики структуры стали нитридного ингибирования на всех этапах ее обработки, обусловливающие получение высоких магнитных свойств готовой ЭАС.
-
Исследовать особенности поведения азотосодержащих ингибиторов в ходе технологических процессов обработки стали, изучить их роль в формировании конечной структуры и свойств стали.
-
Исследовать влияние аустенита на процесс формирования и параметры структуры аномального роста, а также конечные магнитные свойства стали.
-
Определить наиболее благоприятные режимы обработки стали нитридною варианта ингибирования с различными химическим составом и условиями горячей прокатки и оптимизировать параметры технологических этапов обработки применительно к существующему оборудованию и возможностям Верх-Исетского металлургического завода.
Научная новизна и положения, выносимые на защиту. Установлено, что в ЭАС нитридного варианта ингибирования основная доля частиц вторых фаз - эффективных ингибиторов нормального роста зерна - выделяется после обезуглероживающего отжига.
В случае раннего выделения вторичных частиц ингибиторной фазы вследствие постепенного снижения ее тормозящего воздействия в стали допускается нормальный рост зерна, сопровождающийся уменьшением количества зерен ориентировки (100)[011], повышением интенсивности компоненты (111)[112] и развитием текстурного торможения нормального роста зерна перед вторичной рекристаллизацией (ВР). Созданная при этом матрица с преобладанием зерен ориентации (111)[112] благоприятна для протекания ВР.
Установлено, что наличие при горячей прокатке процессов фазовой перекристаллизации сс->у-»ос интенсифицирует рекристаллизацию в горячекатаной полосе и приводит к изменению текстуры подповерхностных слоев подката с (110)[001]на(110)[112].
Показано, что количество и однородность распределения продуктов распада аустенита, а следовательно, и ингибиторной фазы по сечению полосы посредством образования структурных барьеров влияют на характер протекания и структуру ВР. Показана возможность управления эффективностью воздействия барьеров на процесс ВР.
:- " """ v;' 5 ... . ....
Установлено влияние изменения влажности атмосферы высокотемпературного отжига на поведение ингибиторной фазы, структуру ВР и магнитные свойства ЭАС нитридного варианта. Предложен механизм, объясняющий данное воздействие.
Практическая ценность и реализация результатов работы в промышленных условиях. Разработан режим, гарантирующий получение магнитных свойств уровня марок 3413-3404 на стали с ослабленной ингибирующей способностью дисперсной фазы. Внедрены две схемы обработки ЭАС нитридного варианта ингибирования, одна из которых позволяет получать в стали с оптимальным химическим составом и условиями горячей прокатки магнитные свойства на уровне высокопроницаемой ЭАС типа Hi-B, а вторая гарантирует достижение магнитных свойств, хотя и более низкого уровня, как на сталях с равномерно распределенной дисперсной фазой достаточной плотности перед ВР, так и на сталях с ослаблеішой ингибирующей способностью дисперсной фазы.
Внедрение схем производства ЭАС нитридного варианта ингибирования на ВИЗе позволило сушественно снизить количество брака и увеличить выход марок 3407-3409 стали на 55% без дополнительных капитальных затрат.
Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на X Международном совещании по физике и металловедению электротехнических сталей и сплавов (г.Липецк, 1995), на Всероссийской научно-технической конференции по современным аспектам металлургии получения и обработки металлических материалов (г.Екатеринбург, 1995), XIV Уральской Школе металловедов-термистов (г.Ижевск, 1998).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы из 165 наименований, приложения и изложена на 150 страницах, включая 39 рисунков и 12 таблиц.
