取向硅钢的轧向磁性能优良，是电力、电子和军工等领域不可缺少的软磁材料
脱碳退火是制造取向硅钢的一道重要工序，主要作用是脱碳和产生适当的初次再结晶组织[1]
取向硅钢的脱碳退火过程比较复杂，其中的碳与湿保护气氛中的水分发生脱碳反应并伴随着表面氧化和初次再结晶
过高的退火温度和退火气氛中过高的水氢比使钢板表面生成致密的氧化层，阻碍内部的碳向钢板表面扩散而影响脱碳效果[2,3,4]
初次再结晶使冷轧钢基体内的位错密度急剧降低，导致碳的扩散系数显著降低而不利于脱碳[5]
在退火的开始阶段，脱碳速率由碳在钢板表面的化学反应控制[6]，其后的脱碳速率由碳在钢中的扩散过程控制[7]
通常在取向硅钢的两相区进行脱碳退火，碳在铁素体(α)相中的扩散速度远比在奥氏体(γ)相中的高[8,9]
随着脱碳过程的进行钢中残余碳的含量逐渐降低，γ相逐渐向α相转变[10]
取向硅钢基体中的碳含量低于0.0200%时γ相已完全转变为α相[11]
生产中通常要求脱碳退火后钢板中的碳含量低于0.0030%[12,13]，因为过多的碳在使用过程中析出而影响磁畴移动，降低取向硅钢的磁性能[14,15,16,17,18]
由于难以控制原始碳含量、保护气氛、加热温度、加热时间和钢板厚度等成分和工艺参数，脱碳退火后钢的碳含量可能高于0.0030%
鉴于此，本文通过控制脱碳退火加湿温度，研究残余碳对取向硅钢初次、二次再结晶组织以及磁性能的影响，并讨论相关的原理
1 实验方法
实验用材料为普通取向硅钢二次冷轧板(成分列于表1)，其厚度为0.285 mm
沿冷轧硅钢板轧向截取长300 mm、沿横向宽30 mm的样品
使用SK型氢气光亮管式退火炉进行脱碳退火，退火均热温度为830℃，均热时间为2 min，退火时通入水浴温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的25%H2+75%N2混合气，混合气流量约为2 L/min
每种水浴温度的实验样品数量为2片
图1给出了脱碳退火示意图
Table 1
表1
表1取向硅钢冷轧样品主要元素的含量
Table 1Main element content for grain oriented silicon steel subjected to cold rolling
Element
C
声明：
“残余碳对取向硅钢初次和二次再结晶的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：付勇军,雷家柳,廖庆玲,赵栋楠,张玉成
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2025年05月23日 ~ 25日 
