Неориентированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки и способ ее производства
Изобретение относится к области металлургии, в частности к неориентированной электротехнической листовой стали, используемой в качестве материала железных сердечников в электротехнической аппаратуре, и к способу ее производства. Для улучшения магнитных свойств в направлении прокатки получают неориентированную электротехническую листовую сталь, содержащую в мас.%: Si в количестве 2,0 или меньше, Mn 3,0 или меньше, Al от 1,0 до 3,0, по меньшей мере один из элементов: Sn, Sb, Cu, Ni, Cr, P, редкоземельные элементы, Са и Mg в сумме от 0,002 до 0,5 и остальное Fe и неизбежные примеси и имеющую отношение (B50L/Bs) плотности магнитного потока В50L в направлении прокатки после отжига для снятия остаточных напряжений к плотности насыщенного магнитного потока Bs, равное 0,85 или выше, и потери в сердечнике W15/50L 2,0 Вт/кг или меньше. Способ производства листовой стали включает горячую прокатку, отжиг, травление, две или более холодных прокаток со степенью обжатия от 60 до 75% с промежуточным и окончательным отжигом при 800-1100°С в течение 30 с., дрессировку со степенью обжатия 3-10% и отжиг для снятия напряжений с получением в листовой стали размера кристаллического зерна 50 μm или меньше. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 табл.
Область техники
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к неориентированной электротехнической листовой стали, используемой в качестве материала железных сердечников в электротехнической аппаратуре, и к способу ее производства. В частности, изобретение относится к неориентированной электротехнической листовой стали с улучшенными магнитными свойствами в направлении прокатки после отжига для снятия остаточных напряжений.
Уровень техники
В последние годы благодаря усиливающейся общей тенденции к энергосбережению в электрооборудовании неориентированная электротехническая листовая сталь, используемая в качестве материала железных сердечников электродвигателей, нуждается в дальнейшем снижении потерь в сердечнике и повышенной плотности магнитного потока. Обычно для увеличения объемного сопротивления добавляют Si, для снижения потерь в сердечнике увеличивают размер зерна продукта и для повышения плотности магнитного потока оптимизируют отжиг при горячей прокатке и холодное обжатие.
С другой стороны, в последние годы в качестве способа производства малогабаритных электродвигателей все чаще используют так называемый пакетный способ. В этом способе стальной лист штампуют и собирают штабелями в пакетные детали, обвивают проволокой и соединяют вместе с образованием дугообразного сердечника статора. Преимуществом этого способа является повышенная отдача листовой стали и улучшенная укладка обмотки. Преимуществом способа является также и то, что он позволяет регулировать определенное направление стального листа, обладающего высокими магнитными свойствами, например направление зубцов, на котором концентрируется магнитный поток, в результате чего можно ожидать повышения коэффициента полезного действия электродвигателя.
В качестве листовой стали для подобного рода сердечников статоров используют текстурированную листовую электротехническую сталь с чрезвычайно высокими магнитными свойствами в направлении прокатки, однако такая сталь обладает низкой пригодностью к штамповке и значительно повышенной стоимостью. В результате этого такая сталь почти ни разу не использовалась для названных выше электродвигателей, но, так же как и в случае традиционных электродвигателей, для них используют неориентированную электротехническую листовую сталь. Иными словами, если бы появилась возможность значительно улучшить магнитные свойства в определенном направлении неориентированной электротехнической листовой стали, такой лист мог бы стать оптимальным материалом для малогабаритного электродвигателя пакетного типа.
В качестве примера неориентированной электротехнической листовой стали для пакетных сердечников, например, в не прошедшей экспертизу японской патентной публикации №2004-332042, раскрывается способ ее получения, в котором специальное регулирование размера зерна после отжига и степени обжатия при холодной прокатке приводит к появлению текстуры типа {100}<001> после окончательного отжига и улучшению магнитных свойств в направлении прокатки и в направлении, перпендикулярном направлению прокатки поверхности.
Однако до настоящего времени для неориентированной электротехнической листовой стали является фактом, что даже в направлении прокатки с высокими магнитными свойствами (далее называемом «L-направлением») превосходство магнитных свойств по сравнению по сравнению с другими направлениями стального листа невелико. Кроме того, в последнее время наблюдается растущая потребность в высокосортных тонких листах с высоким содержанием Si для целей снижения высокочастотных потерь в сердечнике, однако проблема состоит в том, что в таких листах превосходство магнитных свойств в L-направлении уменьшается.
Раскрытие изобретения
Учитывая названные выше проблемы, настоящее изобретение предлагает неориентированную электротехническую листовую сталь со значительно более превосходящими магнитными свойствами в L-направлении при низкой себестоимости с большим размером кристаллического зерна и с добавкой больших количеств легирующих элементов.
Настоящее изобретение было выполнено для решения названных выше проблем и суть его сводится к следующему:
(1) Неориентированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, содержащая, мас.%: Si в количестве 2,0% или меньше, Mn 3,0% или меньше, Al от 1,0 до 3,0% и остальное Fe и неизбежные примеси и имеющая отношение плотности магнитного потока В50L с в направлении прокатки после отжига для снятия остаточных напряжений к плотности насыщенного магнитного потока Bs (B50L/Bs) равное 0,85 или выше.
(2) Неориентированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, как указано в (1), где листовая сталь характеризуется потерями в сердечнике W15/50L в направлении прокатки после отжига для снятия остаточных напряжений равными 2,0 Вт/кг или меньше.
(3) Неориентированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, как указано в (1) или (2), где листовая сталь дополнительно содержит, мас.%: Sn или Sb в количестве от 0,002 до 0,5%.
(4) Неориентированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, как указано в (1) или (2), где листовая сталь дополнительно содержит, мас.%, по меньшей мере, один из элементов: Cu, Ni, Cr, Р, редкоземельные элементы (РЗЭ), Са и Mg в сумме от 0,002 до 0,5%.
(5) Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, включающий производство листовой стали, содержащей, мас.%: Si в количестве 2,0% или меньше, Mn 3,0% или меньше, Al от 1,0 до 3,0% и остальное Fe и неизбежные примеси путем горячей прокатки, отжига горячекатаной полосы, травления, холодной прокатки, окончательного отжига и дрессировки, в процессе которой подвергнутый окончательному отжигу стальной лист подвергается обжатию на 3-10% и приобретает размер кристаллического зерна 50 μм или меньше.
(6) Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, включающий производство листовой стали, содержащей, мас.%: Si в количестве 2,0% или меньше, Mn 3,0% или меньше, Al от 1,0 до 3,0% и остальное Fe и неизбежные примеси путем горячей прокатки, необязательно отжига горячекатаной полосы, травления, двух или более холодных прокаток с промежуточным отжигом, окончательного отжига и дрессировки, в процессе которой подвергнутая окончательному отжигу листовая сталь подвергается обжатию на 3-10% и приобретает размер кристаллического зерна 50 μм или меньше.
(7) Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, как указано в (5) или (6), в котором названная листовая сталь дополнительно содержит, мас.%, по меньшей мере, один из элементов: Sn, Sb, Cu, Ni, Cr, Р, редкоземельные элементы, Са и Mg в сумме от 0,02 до 0,5%.
(8) Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, как указано в (5) или (6), в котором конечная степень обжатия при названной холодной прокатке составляет от 60 до 75%.
(9) Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, как указано в (5) или (6), в котором, по крайней мере, один окончательный отжиг из числа отжига горячекатаной полосы и промежуточного отжига проводят при 800-1100°С в течение 30 сек или более.
Согласно настоящему изобретению имеется возможность производства при низкой себестоимости неориентированной электротехнической листовой стали с исключительно хорошими магнитными свойствами в L-направлении.
Осуществление изобретения
Далее настоящее изобретение описывается в деталях. Изобретатели стремились дополнительно улучшить магнитные свойства листа неориентированной электротехнической стали в L-направлении, в котором магнитные свойства являются наивысшими. В результате этого изобретателями было установлено и, таким образом, сделано настоящее изобретение, что при добавлении 1,0% или более Al к стали, содержащей Si в количестве 2,0% или меньше, окончательном отжиге, дрессировке при степени обжатия от 3 до 10% и отжиге для снятия остаточных напряжений магнитные свойства в L-направлении резко улучшаются. Ниже приведены результаты экспериментов, которые привели к настоящему изобретению.
Эксперимент 1
Приготовляют расплавы стали, содержащие, мас.%: Si в количестве 1,0%, Mn в количестве 2,0% и Al в количестве от 0,001 до 2,5%. Стальные слитки из этих расплавов подвергают горячей прокатке до толщины листа 2,7 мм, после чего листы отжигают при 1000°С в течение 60 сек и затем подвергают однократной холодной прокатке до толщины листа 0,37 мм. Холоднокатаные листы подвергают окончательному отжигу при 800°С в течение 30 сек, дрессируют до степени обжатия 5% и затем подвергают отжигу для снятия остаточных напряжений при 780°С в течение 1 часа, после чего измеряют магнитные свойства в L-направлении. В результате этого, как показано в таблице 1, изобретателями было обнаружено, что образцы 4 и 5 с количеством Al 1,0% или больше характеризуются низкими потерями в сердечнике и высокой плотностью магнитного потока. Приведены также рассчитанные значения насыщенной плотности магнитного потока (Bs). В соответствии с этим, несмотря на то что примеры 4 и 5 имеют низкие насыщенные плотности магнитного потока, получены высокие плотности магнитного потока. Это объясняется влиянием накопления в L-направлении легко магнетизирующихся кристаллических ориентаций. Оценивая параметр B50L/Bs в качестве параметра, характеризующего степень накопления, изобретатели установили, что B50L/Bs для L-направлений образцов 4 и 5 достигают значения 0,85 или больше.
| Таблица 1 | |||||||
| Образец | Si (%) | Al (%) | W15/50L (Вт/кг) | B50L (Тл) | Bs (Тл) | B50L/Bs | Примечания |
| 1 | 1,1 | 0,001 | 2,6 | 1,71 | 2,11 | 0,81 | Сравнит. пример |
| 2 | 0,2 | 2,5 | 1,70 | 2,10 | 0,81 | Сравнит. пример | |
| 3 | 0,4 | 2,2 | 1,69 | 2,09 | 0,81 | Сравнит. пример | |
| 4 | 1,0 | 1,9 | 1,74 | 2,05 | 0,85 | Пример изобр-ния | |
| 5 | 2,5 | 1,8 | 1,73 | 1,96 | 0,88 | Пример изобр-ния |
Эксперимент 2
Далее, для подтверждения влияния количества Si на явления, полученные в эксперименте 1, изобретатели приготовили ряд сталей с разными количествами Si и Al и оценили их в тех же условиях, как в эксперименте 1. В результате этого оказалось, как показано в таблице 2, что если количество Si больше 2,0%, то независимо от количества Al, не может быть получено никакого эффекта улучшения потерь в сердечнике или плотности магнитного потока. С другой стороны, изобретателями было обнаружено, что образцы 3, 4, 7, 8, 11 и 12 с количеством Si 2,0% или меньше и содержащие 1,0% или более добавленного Al показали значительно улучшенные результаты в отношении потерь в сердечнике и плотности магнитного потока и имели высокие значения B50L/Bs, равные 0,85 или больше.
| Таблица 2 | ||||||
| Образец | Si (%) | Al (%) | W15/50L (Вт/кг) | В50L (Тл) | B50L/Bs | Примечания |
| 1 | 0,8 | 0,2 | 2,7 | 1,69 | 0,81 | Сравнит. пример |
| 2 | 0,5 | 2,3 | 1,70 | 0,83 | Сравнит. пример | |
| 3 | 1,2 | 2,1 | 1,74 | 0,86 | Пример изобр-ния | |
| 4 | 2,5 | 2,0 | 1,74 | 0,90 | Пример изобр-ния | |
| 5 | 1,5 | 0,2 | 2,4 | 1,67 | 0,80 | Сравнит. пример |
| 6 | 0,5 | 2,0 | 1,68 | 0,82 | Сравнит. пример | |
| 7 | 1,2 | 1,8 | 1,72 | 0,85 | Пример изобр-ния | |
| 8 | 2,5 | 1,7 | 1,72 | 0,89 | Пример изобр-ния | |
| 9 | 2,0 | 0.2 | 2,3 | 1,65 | 0,80 | Сравнит. пример |
| 10 | 0,5 | 2,1 | 1,65 | 0,81 | Сравнит. пример | |
| 11 | 1,2 | 1,7 | 1,69 | 0,85 | Пример изобр-ния | |
| 12 | 2,5 | 1,6 | 1,70 | 0,89 | Пример изобр-ния | |
| 13 | 2,5 | 0,2 | 2,3 | 1,67 | 0,82 | Сравнит. пример |
| 14 | 0,5 | 2,2 | 1,66 | 0,82 | Сравнит. пример | |
| 15 | 1,2 | 2,2 | 1,63 | 0,82 | Сравнит. пример | |
| 16 | 2,5 | 2,2 | 1,58 | 0,83 | Сравнит. пример |
В том случае, когда листовая сталь содержит Si в количестве, ограниченном до 2,0% или меньше и Al до 1,0% или больше, подвергается окончательному отжигу, дрессировке и затем отжигу для снятия остаточных напряжений, магнитные свойства в L-направлении существенно улучшаются. Этот факт был впервые обнаружен в настоящем изобретении. Что касается причины этого эффекта, полагают, что добавление Al при проведении окончательного отжига в количестве 1,0% или больше приводит к тому, что ориентация Госса ({110}<001>) и близкая к ней ориентация несколько повышаются и это является причиной предпочтительного роста при отжиге для снятия остаточных напряжений после дрессировки. При этом причина того почему этот эффект не проявляется в том случае, когда Si больше 2,0%, неясна, но полагают, что это является результатом того, что Si в большей степени способствует затвердеванию материала по сравнению с Al.
Что касается улучшения магнитных свойств с помощью традиционной дрессировки, как видно, например, из непрошедшей экспертизу японской патентной публикации №57-203718, цель состоит в промотировании роста кристаллического зерна после отжига для снятия остаточных напряжений, следствием чего является снижение потерь в сердечнике. Это относится лишь к низкосортным сталям с низким содержанием Si. Причиной этого является то, что в высокосортных материалах, содержащих приблизительно от 2 до 3% Si, не происходит превращения, в результате чего даже независимо от дрессировки кристаллические зерна могут быть увеличены в размере и потери в сердечнике снижены простым повышением температуры окончательного отжига.
Процесс дрессировки в настоящем изобретении является не просто средством увеличения размеров кристаллических зерен, но он обеспечивает регуляцию кристаллической ориентации с целью значительного улучшения магнитных свойств в L-направлении. В частности, для реализации этого имеет важное значение добавление 1,0% или более Al. Al оказывает сильное влияние, которое в значительной степени эквивалентно влиянию Si, на повышение объемного сопротивления, что является существенным для снижения высокочастотных потерь в сердечнике. Это позволяет заменять часть или все количество Si, который добавляется в высокосортные материалы в количествах приблизительно от 2 до 3%, на Al и при проведении операций настоящего изобретения появляется возможность реализовать замечательное превосходство магнитных свойств в L-направлении, что до сих пор для тонких высококачественных материалов было чрезвычайно трудно.
Примером предшествующего уровня техники, где значительно улучшаются магнитные свойства в L-направлении, является непрошедшая экспертизу японская патентная публикация №5-247537, в которой раскрывается дрессировка в направлении под углом в пределах 45° от продольного направления стального листа. Однако дрессировка в направлении под углом для промышленности является затруднительной.
Отметим, что в непрошедших экспертизу японских патентных публикациях №2002-146490 и 2005-240050 раскрывается имеющая высокое содержание Al, подвергнутая дрессировке неориентированная электротехническая листовая сталь аналогичная стали настоящего изобретения, но способы по этим публикациям не позволяют получить неориентированную электротехническую листовую сталь с B50L/Bs>0,85, что имеет место в настоящем изобретении. Причина этого состоит в том, что, поскольку в относящихся к этим публикациям примерах изобретений не применялся отжиг горячекатаной полосы, ориентация Госса ({110}<001>) и близкая к ней ориентация не были в достаточной степени реализованы.
Ниже будут разъяснены причины ограничения численных значений для продукта настоящего изобретения.
Si является элементом, способным повышать электросопротивление, но, если его добавлять в количествах более 2,0%, эффект улучшения магнитных свойств в L-направлении уже не достигается в достаточной степени, вследствие чего 2,0% является верхним пределом. Нижний предел содержания Si для повышения электросопротивления составляет предпочтительно 0,4% или выше, более предпочтительно 0,5% или выше и, еще более предпочтительно, 0,7% или выше. В частности, в случае высокого содержания Al, как в настоящем изобретении, поскольку при слишком низком содержании Si после травления увеличивается количество окалины Al2О3, особенно предпочтительно содержание Si выше 1,0%.
Mn способствует образованию сульфидов и повышению электросопротивления, по причине чего предпочтительно добавление Mn в количестве 0,1% или более. С учетом затрат верхний предел равен 3,0%.
Al является существенным элементом настоящего изобретения. Если содержание Al при окончательном отжиге ниже 1,0%, ориентация Госса ({110} <001>) и близкая к ней ориентация недостаточно выражены и превосходящие магнитные свойства в L-направлении после отжига для снятия остаточных напряжений достигнуты быть не могут, вследствие чего предпочтительно содержание Al составляет 1,0% или более. С точки зрения достижения B50L/Bs предпочтительно содержание Al 1,5% или более и, более предпочтительно, 2% или более. При этом, поскольку добавка Al приводит к высокому объемному сопротивлению, в значительной степени равному получаемому с добавкой Si, количество добавки может быть приведено в соответствие с заданными потерями в сердечнике. В частности, для снижения высокочастотных потерь в сердечнике предпочтительна повышенная добавка Al. Однако с учетом производительности литья и т.д. верхним пределом является 3,0%. Принимая же во внимание легкость проведения операции, предпочтительны 2,7% или менее или даже 2,5% или менее.
Sn и Sb способствуют усилению ориентации Госса при окончательном отжиге. Кроме того, поскольку эти элементы проявляют эффект подавления нитридизации и окисления при отжиге, их добавление является предпочтительным. Добавление 0,002% или более обеспечивает названный эффект. Поскольку при добавлении более 0,5% эти эффекты становятся предельными, верхним пределом является 0,5% или менее.
Cu и Ni могут добавляться, поскольку они проявляют эффект подавления нитридизации и окисления при отжиге. В частности, предпочтительно добавление вместе с Sn. Добавление 0,002% или более обеспечивает названные эффекты. Кроме того, если Cu и Ni добавляют в количестве выше 0,5%, эффекты достигают предела. Следовательно, верхний предел ограничивается 0.5% или менее.
Cr способствует повышению объемного сопротивления и повышению стойкости к коррозии. Р способствует улучшению кристаллической ориентации и способности к штамповке. РЗЭ, Са и Mg способствуют улучшению роста кристаллического зерна в процессе отжига горячекатаной полосы, окончательном отжиге и отжиге для снятия остаточных напряжений. В каждом случае характеристики неориентированной электротехнической листовой стали улучшаются. Эффект возникает при количествах 0,002% или больше. Если же эти элементы добавляются в количествах больших 0,5%, названные эффекты достигают предела.
Что касается магнитных свойств в L-направлении, то из результатов экспериментов следует, что отношение плотности магнитного потока к плотности насыщенного магнитного потока (B50L/Bs) равно 0,85% или больше, а потери в сердечнике при промышленной частоте W15/50L составляют 2,0 Вт/кг или меньше. В данном случае насыщенная плотность магнитного потока Bs рассчитывается по формуле (в мас.%) 2,1561-0,0413×Si-0,0198×Mn-0,0604×Al.
Далее будут показаны причины ограничения условий производства в настоящем изобретении.
Что касается отжига горячекатаной полосы и промежуточного отжига, для достаточного роста кристаллического зерна предпочтительна температура 800°С или выше. Однако, поскольку, когда кристаллические зерна становятся слишком большими, поверхностные свойства ухудшаются, верхний предел отжига горячекатаной полосы 1100°С или ниже.
Что касается степени обжатия при холодной прокатке, с целью усиления ориентации Госса при окончательном отжиге предпочтительна степень обжатия от 60 до 75%. Если не применять обжатие при обжиге горячекатаной полосы с операцией холодной прокатки в один проход после обжига горячекатаного листа, то могут быть осуществлены промежуточная холодная прокатка и промежуточный отжиг для достижения степени обжатия 60-75% конечной холодной прокатки. Однако при учете производственных затрат этот интервал холодного обжатия не является существенным.
Поскольку при отжиге для снятия остаточных напряжений нет роста зерна, если размер кристаллического зерна перед дрессировкой слишком велик, верхний предел размера зерна перед дрессировкой составляет 50 μм. При условии завершения рекристаллизации нижнего предела не существует.
Обжатие при дрессировке является важным фактором, влияющим на преимущественный рост в определенной ориентации при отжиге для снятия остаточных напряжений. Если степень обжатия меньше 3%, возникающие напряжения не являются достаточными и нижним пределом степени обжатия является 3%. Поскольку же напряжения распространяются равномерно и преимущественный рост отсутствует, если степень обжатия превышает 10%, верхний предел степени обжатия равен 10%.
Отжиг, снимающий остаточные напряжения, может либо применяться в процессе производства неориентированной электротехнической листовой стали, либо применяться потребителем после штамповки сердечников. Кроме того, этот отжиг может быть применен дважды, т.е. в процессе производства неориентированной электротехнической листовой стали и после штамповки сердечников. Условия отжига не ограничиваются, если они обеспечивают достаточный рост кристаллических зерен, и при этом может быть использован либо отжиг в ящиках, либо непрерывный отжиг. Упомянутый здесь достаточный рост кристаллических зерен является состоянием, при котором средний размер кристаллического зерна в поперечном сечении стального листа равен 60 μм или больше. Температура отжига преимущественно составляет от 700 до 850°С в случае отжига в ящиках, при котором время отжига обычно достигает 10 мин или более, и от 850 до 1000°С в случае непрерывного отжига, при котором время отжига составляет приблизительно от 10 до 60 сек.
ПРИМЕР 1
Приготовляют расплавы стали, содержащие (в мас.%) Si в количестве от 1,0 до 3,0%, Mn в количестве 0,5% и Al в количестве от 0,3 до 2,4%. Стальные слитки из этих расплавов подвергают горячей прокатке до толщины листа 1,8 мм, горячекатаные листы отжигают при 1050°С в течение 60 сек и затем подвергают однократной холодной прокатке до толщины листа 0,37 мм. Холоднокатаные листы подвергают окончательному отжигу при 850°С в течение 15 сек, получая размер зерна примерно 40 μм, после чего дрессируют до степени обжатия 5% и затем в течение 1 часа подвергают отжигу для снятия остаточных напряжений при 800°С. Полученные таким образом образцы оценивали на магнитные свойства в L-направлении. В результате этого, как показано в таблице 3, образцы 3, 4, 7 и 8 с 2,0% или меньше Si и 1,0% или больше Al оказались хорошими как в отношении потерь в сердечнике, так и в отношении плотности магнитного потока, имея значения W15/50L равные 2,0 Вт/кг или меньше и значения B50L/Bs равные 0,85 или больше.
| Таблица 3 | ||||||
| Образец | Si (%) | Al (%) | W15/50L (Вт/кг) | В50L (Тл) | B50L/Bs | Примечания |
| 1 | 1,2 | 0,3 | 3,42 | 1,72 | 0,83 | Сравнительн. пример |
| 2 | 0,6 | 3,05 | 1,71 | 0,83 | Сравнительн. пример | |
| 3 | 1,2 | 1,95 | 1,76 | 0,87 | Пример изобретения | |
| 4 | 2,4 | 1,77 | 1,74 | 0,89 | Пример изобретения | |
| 5 | 1,8 | 0,3 | 3,11 | 1,68 | 0,82 | Сравнительн. пример |
| 6 | 0,6 | 2,86 | 1,67 | 0,82 | Сравнительн. пример | |
| 7 | 1,2 | 1,88 | 1,73 | 0,87 | Пример изобретения | |
| 8 | 2,4 | 1,74 | 1,72 | 0,89 | Пример изобретения | |
| 9 | 2,4 | 0,3 | 3,03 | 1,67 | 0,82 | Сравнительн. пример |
| 10 | 0,6 | 2,33 | 1,65 | 0,82 | Сравнительн. пример | |
| 11 | 1,2 | 2,21 | 1,63 | 0,83 | Сравнительн. пример | |
| 12 | 2,4 | 2,16 | 1,58 | 0,83 | Сравнительн. пример |
ПРИМЕР 2
Приготовляют расплавы стали, содержащие (в мас.%) Si в количестве 1,3%, Mn в количестве 1%, Al в количестве от 1,8% и Sn в количестве от 0,003 до 0,2%. Стальные слитки из этих расплавов подвергают горячей прокатке до толщины листа 2,0 мм, горячекатаные листы отжигают в течение 60 сек при 950°С, после чего листы подвергают промежуточной холодной прокатке до толщины от 0,65 до 2,0 мм (в случае 2,0 мм без промежуточной холодной прокатки), промежуточному отжигу при 900°С в течение 60 сек (в случае 2,0 мм без промежуточного отжига) и затем окончательной холодной прокатке до толщины листа 0,26 мм. Холоднокатаные листы подвергают окончательному отжигу до величины зерна приблизительно 30 μм, затем дрессировке до степени обжатия 5% и после этого в течение 2 час отжигу, для снятия остаточных напряжений при 750°С. Полученные таким образом образцы оценивали на магнитные свойства в L-налравлении. В результате этого, как показано в таблице 4, все образцы показали хорошие магнитные свойства, в частности W15/50L равные 2,0 Вт/кг или меньше и значения B50L/Bs равные 0,85 или больше. В частности, образцы 5, 6, 9 и 10 с Sn, добавленным в количестве 0,01% или больше, и со степенью обжатия при окончательной холодной прокатке от 60 до 75%, показали исключительно хорошие потери в сердечнике и плотность магнитного потока.
| Таблица 4 | |||||||
| Образец | Sn (%) | Толщина промежут. холодной прокатки (мм) | Степень обжатия окончат. холодной прокатки (%) | W15/50L (Вт/кг) | B50L (Тл) | B50L/Bs | Примечания |
| 1 | 0,003 | 0,7 | 62,9 | 1,79 | 1,73 | 0,88 | хорошо |
| 2 | 1,0 | 74,0 | 1,88 | 1,72 | 0,87 | хорошо | |
| 3 | 1,5 | 82,7 | 1,91 | 1,70 | 0,86 | хорошо | |
| 4 | 2,0 | 87,0 | 1,96 | 1,68 | 0,85 | хорошо | |
| 5 | 0,02 | 0,7 | 62,9 | 1,72 | 1,77 | 0,90 | оч. хорошо |
| 6 | 1,0 | 74,0 | 1,83 | 1,76 | 0,89 | оч. хорошо | |
| 7 | 1,5 | 82,7 | 1,86 | 1,73 | 0,88 | хорошо | |
| 8 | 2,0 | 87,0 | 1,91 | 1,71 | 0,87 | хорошо | |
| 9 | 0,12 | 0,7 | 62,9 | 1,68 | 1,78 | 0,90 | оч. хорошо |
| 10 | 1,0 | 74,0 | 1,71 | 1,77 | 0,90 | оч. хорошо | |
| 11 | 1,5 | 82,7 | 1,76 | 1,74 | 0,88 | хорошо | |
| 12 | 2,0 | 87,0 | 1,81 | 1,72 | 0,87 | хорошо |
ПРИМЕР 3
Приготовляют расплавы стали, содержащие (в мас.%) Si в количестве 1,5%, Mn в количестве 1,5%, Al в количестве от 2,3%, Sn в количестве 0,05%, Cu в количестве 0,2% и Ni в количестве 0,3%. Стальные слитки из этих расплавов подвергают горячей прокатке до толщины листа 2,0 мм, горячекатаные листы отжигают при 1000°С в течение 60 сек и затем подвергают холодной прокатке до толщины от 0,30 до 0,35 мм. Холоднокатаные листы подвергают окончательному отжигу до величины зерна приблизительно 30 μм, затем дрессируют до толщины листа 0,30 мм (в случае холодной прокатки до 0,30 мм без дрессировки) и подвергают в течение 2 час отжигу для снятия остаточного напряжения при 750°С. Полученные таким образом образцы оценивали на магнитные свойства в L-направлении. В результате этого, как показано в таблице 5, образцы 4, 5, 7, 8, 10 и 11 с величиной зерна после окончательного отжига 50 μм или меньше и при дрессировке со степенью обжатия 3-10% показали исключительно хорошие потери в сердечнике и плотность магнитного потока.
| Таблица 5 | |||||||
| Образец | Толщина холодной прокатки (мм) | Размер зерна после окончательного отжига (μм) | Степень обжатия при дрессировке (%) | W15/50L Вт/кг | В50L (Тл) | B50L/Bs | Примечания |
| 1 | 0,30 | 25 | 0 | 2,87 | 1,61 | 0,84 | Срав. пример |
| 2 | 41 | 0 | 2,55 | 1,60 | 0,83 | Срав. пример | |
| 3 | 65 | о | 2,34 | 1,60 | 0,83 | Срав. пример | |
| 4 | 0,31 | 26 | 3,2 | 1,81 | 1,72 | 0,89 | Пример из-ия |
| 5 | 42 | 3,2 | 1,94 | 1,70 | 0,88 | Пример из-ия | |
| 6 | 66 | 3,2 | 2,31 | 1,60 | 0,83 | Срав. пример | |
| 7 | 0,32 | 22 | 6,3 | 1,82 | 1,71 | 0,89 | Пример из-ия |
| 8 | 43 | 6,3 | 1,73 | 1,73 | 0,90 | Пример из-ия | |
| 9 | 68 | 6,3 | 2,23 | 1,60 | 0,83 | Срав. пример | |
| 10 | 0,33 | 23 | 9,1 | 1,82 | 1,68 | 0,87 | Пример из-ия |
| 11 | 44 | 9,1 | 1,79 | 1,70 | 0,88 | Пример из-ия | |
| 12 | 64 | 9,1 | 2,16 | 1,61 | 0,84 | Срав. пример | |
| 13 | 0,35 | 24 | 14,3 | 2,58 | 1,58 | 0,82 | Срав. пример |
| 14 | 45 | 14,3 | 2,51 | 1,59 | 0,83 | Срав. пример | |
| 15 | 63 | 14,3 | 2,44 | 1,58 | 0,82 | Срав. пример |
1. Неориентированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, содержащая, мас.%: Si ≤2,0, Mn ≤3,0, Al 1,0-3,0, Fe и неизбежные примеси - остальное, при выполнении отношения
B50L/Bs≥0,85,
где В50L - плотность магнитного потока в направлении прокатки после отжига для снятия остаточных напряжений, Тл;
Bs - плотность насыщенного магнитного потока, Тл.
2. Неориентированная электротехническая листовая сталь по п.1, которая после отжига для снятия остаточных напряжений характеризуется потерями в сердечнике в направлении прокатки W15/50L≤2,0 Вт/кг.
3. Неориентированная электротехническая листовая сталь по п.1 или 2, которая дополнительно содержит, мас.%: Sn или Sb в количестве от 0,002 до 0,5.
4. Неориентированная электротехническая листовая сталь по п.1 или 2, которая дополнительно содержит, мас.%, по меньшей мере, один из элементов: Cu, Ni, Cr, Р, РЗЭ, Ca и Mg в сумме от 0,002 до 0,5.
5. Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, включающий получение стали, содержащей, мас.%: Si ≤2,0, Mn ≤3,0, Al 1,0-3,0, Fe и неизбежные примеси - остальное, горячую прокатку, отжиг горячекатаного листа, травление, холодную прокатку, окончательный отжиг и дрессировку со степенью обжатия 3-10%, в процессе которой подвергнутый окончательному отжигу лист приобретает размер кристаллического зерна ≤50 мкм.
6. Способ по п.5, в котором сталь дополнительно содержит, по меньшей мере, один из элементов, выбранных из группы, мас.%: Sn, Sb, Cu, Ni, Cr, Р, РЗЭ, Ca и Mg в сумме от 0,002 до 0,5.
7. Способ по п.5, в котором холодную прокатку ведут со степенью обжатия от 60 до 75%.
8. Способ по п.5, в котором, по крайней мере, один окончательный отжиг из числа отжигов горячекатаного листа проводят при 800-1100°С в течение ≥30 с.
9. Способ производства неориентированной электротехнической листовой стали с превосходными магнитными свойствами в направлении прокатки, включающий получение листовой стали, содержащей, мас.%: Si ≤2,0, Mn ≤3,0, Al 1,0-3,0, Fe и неизбежные примеси - остальное,
горячую прокатку, необязательно отжиг горячекатаного листа, травление, две или более холодных прокаток с промежуточным отжигом, окончательный отжиг и дрессировку со степенью обжатия 3-10%, в процессе которой подвергнутый окончательному отжигу стальной лист приобретает размер кристаллического зерна ≤50 мкм.
10. Способ по п.9, в котором листовая сталь дополнительно содержит, по меньшей мере, один из элементов, выбранный из группы, мас.%: Sn, Sb, Cu, Ni, Cr, Р, РЗЭ, Са и Mg в сумме от 0,002 до 0,5.
11. Способ по п.9, в котором холодную прокатку ведут со степенью обжатия от 60 до 75%.
12. Способ по п.9, в котором, по крайней мере, один окончательный отжиг из числа отжигов горячекатаного листа и промежуточного отжига проводят при 800-1100°С в течение ≥30 с.
