硅钢片的性能及化学成分

硅钢片，英文名称是siliconsteelsheets，它是一种含碳极低的硅铁软磁合金,一般含硅量为0.5～4.5％。加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率,降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。硅钢片主要用来制作各种变压器、电动机和发电机的铁芯。世界硅钢片产量约占钢材总量的1%（见精密合金）。对硅钢性能的要求主要是：①铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。②较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。③表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高铁芯的填充系数。④冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。⑤表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。⑥基本无磁时效。典型电磁性能见表1。硅钢片一般随硅含量提高，铁损、冲片性和磁感降低，硬度增高。工作频率愈高,涡流损耗愈大,选用的硅钢片应当愈薄。冶炼和轧制硅钢主要用氧气转炉冶炼（也可用电弧炉冶炼）,配合钢水真空处理和AOD技术（见炉外精炼，采用模铸或连铸法。根据不同的用途,冶炼时改变硅(0.5～4.5%)和铝(0.2～0.5%)含量以满足不同磁性的要求。高牌号硅钢片的硅和铝量相应提高。碳、硫和夹杂物尽量减少。冷轧硅钢片的磁性、表面质量、填充系数和冲片性比热轧硅钢片好，并可成卷生产，所以从60年始有些国家已停止生产热轧硅钢片。中国采用约900℃低温一次快速热轧和氢气保护下成垛退火方法制造热轧硅钢片，成材率较高，成品表面质量和磁性都较好。硅钢片硅钢片冷轧无取向硅钢片冷轧无取向硅钢片是将钢坯或连铸坯热轧成厚度约2.3mm带卷。制造低硅产品时,热轧带卷酸洗后一次冷轧到0.5mm厚。制造高硅产品时，热轧带酸洗后（或先经800～850℃常化后再酸洗）,冷轧到0.55或0.37mm厚,在氢氮混合气氛连续炉中850℃退火，再经6～10%小压下率冷轧到0.50或0.35mm厚。这个小压下率的冷轧可使退火时晶粒长大，铁损降低。这两种冷轧板都在20%氢氮混合气氛下连续炉中850℃最终退火,然后涂磷酸盐加铬酸盐的绝缘膜。晶粒取向硅钢一般都含Si3%,要求钢中氧化物夹杂含量低,并必须含有C0.03～0.05%和抑制剂（第二相弥散质点或晶界偏析元素）。抑制剂的作用是阻止初次再结晶晶粒长大和促进二次再结晶的发展，从而获得高的(110)[001]取向。抑制剂本身对磁性有害，所以在完成抑制作用后，须经高温净化退火。采用第二相抑制剂时，板坯加热温度必须提高到使原来粗大第二相质点固溶，随后热轧或常化时再以细小质点析出，以便增强抑制作用。冷轧成品厚度为0.28、0.30或0.35mm，工艺要点见表3。冷轧取向薄硅钢带是将0.30或0.35mm厚的取向硅钢带，再经酸洗、冷轧和退火制成各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。