Нетекстурированная электротехническая листовая сталь и способ ее производства

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нетекстурированной электротехнической листовой стали, используемой в качестве материала железных сердечников высокоэффективных индукционных двигателей. Сталь имеет химический состав, содержащий, в мас.%: С: 0,0050 или менее, Si: от 1,50 или более до 4,00 или менее, Al: 0,500 или менее, Mn: от 0,10 или более до 5,00 или менее, S: 0,0200 или менее, Р: 0,200 или менее, N: 0,0050 или менее, О: 0,0200 или менее и по меньшей мере один из элементов, выбранных из Sb: от 0,0010 или более до 0,10 или менее или Sn: от 0,0010 или более до 0,10 или менее, остальное - Fe и неизбежные примеси. Сталь характеризуется температурой превращения Ar3, составляющей 700°С или более, размером зерен в диапазоне от 80 мкм до 200 мкм и твердостью по Виккерсу в диапазоне от 140 HV до 230 HV. Сталь обладает высокой магнитной индукцией и низкими потерями в сердечнике. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное раскрытие изобретения относится к нетекстурированной электротехнической листовой стали и способу ее производства.

Уровень техники

Для удовлетворения возрастающих потребностей по экономии энергии на предприятиях с недавних пор используются высокоэффективные индукционные двигатели. Для улучшения эффективности индукции таких двигателей предпринимаются попытки увеличения толщины пластины железного сердечника и улучшения у них коэффициента заполнения обмотки. Кроме того, предпринимаются попытки по замене обычного низкосортного материала на более высокосортный материал, демонстрирующий характеристики низких потерь в сердечнике в виде электротехнической листовой стали, использующейся для железных сердечников.

В дополнение к этому, с точки зрения уменьшения потерь в обмотке от таких материалов сердечников для индукционных двигателей требуются демонстрация характеристик низких потерь в сердечнике и уменьшение эффективного тока намагничивания при расчетной магнитной индукции. В целях уменьшения эффективного тока намагничивания эффективным является увеличение магнитной индукции материала сердечника.

Кроме того, в случае приводных двигателей гибридных электромобилей, которые быстро распространяются с недавних пор, во время запуска и разгона потребуется высокий крутящий момент, и, таким образом, желательным является дополнительное улучшение магнитной индукции.

В качестве электротехнической листовой стали, характеризующейся высокой магнитной индукцией, в публикации JP2000129410A (ИПЛ 1), например, описывается нетекстурированная электротехническая листовая сталь, образованная из стали, к которой добавляют Si в количестве, составляющем 4% или менее, и Со в количестве в диапазоне от 0,1% или более до 5% или менее. Однако, вследствие очень большой дороговизны Со это приводит к появлению проблемы, связанной со значительным увеличением стоимости при использовании для двигателя общего назначения.

С другой стороны, использование определенного материала, характеризующегося низким уровнем содержания Si, делает возможным увеличение магнитной индукции. Однако, такой материал является мягким и обнаруживает значительное увеличение потерь в сердечнике при штамповке из него материала сердечника двигателя.

Перечень цитирования

Источник патентной литературы

ИПЛ 1: JP2000129410A

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема

В данных обстоятельствах имеет место потребность в методике увеличения магнитной индукции для электротехнической листовой стали и уменьшения потерь в сердечнике без стимулирования значительного увеличения стоимости.

Таким образом, было бы полезным предложение нетекстурированной электротехнической листовой стали, характеризующейся увеличенной магнитной индукцией и уменьшенными потерями в сердечнике, и способа ее производства.

Решение проблемы

В результате проведения обширных исследований в отношении разрешения вышеупомянутых проблем заявители установили то, что в результате подстраивания химического состава таким образом, чтобы это позволяло бы осуществить превращение γ → α (превращение γ-фазы в α-фазу) во время горячей прокатки, и в результате установления твердости по Виккерсу в диапазоне от 140 HV или более до 230 HV или менее является возможным получение материала, характеризующегося улучшенным балансом между его магнитной индукцией и характеристиками потерь в сердечнике без проведения отжига горячей полосы.

Настоящее раскрытие изобретения было совершено на основании данных открытий, и основные его признаки соответствуют представленному ниже описанию изобретения.

1. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь, характеризующаяся химическим составом, содержащим нижеследующее (состоящим из него), в % (масс.):

С: 0,0050% или менее,

Si: от 1,50% или более до 4,00% или менее, Al: 0,500% или менее, Mn: от 0,10% или более до 5,00% или менее, S: 0,0200% или менее, Р: 0,200% или менее, N: 0,0050% или менее, О: 0,0200% или менее и по меньшей мере один представитель, выбираемый из Sb: от 0,0010% или более до 0,10% или менее или Sn: от 0,0010% или более до 0,10% или менее, при этом остаток представляют собой Fe и неизбежные примеси, где нетекстурированная электротехническая листовая сталь характеризуется температурой превращения Ar3, составляющей 700°С или более, размером зерен в диапазоне от 80 мкм или более до 200 мкм или менее и твердостью по Виккерсу в диапазоне от 140 HV или более до 230 HV или менее.

2. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь, соответствующая позиции 1, где химический состав, кроме того, содержит, в % (масс.), Са: от 0,0010% или более до 0,0050% или менее.

3. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь, соответствующая позициям 1 или 2, где химический состав, кроме того, содержит, в % (масс.), Ni: от 0,010% или более до 3,0% или менее.

4. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь, соответствующая любой одной из позиций от 1 до 3, где химический состав, кроме того, содержит, в % (масс.) по меньшей мере одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из Ti: 0,0030% или менее, Nb: 0,0030% или менее, V: 0,0030% или менее и Zr: 0,0020% или менее.

5. Способ производства нетекстурированной электротехнической листовой стали, соответствующей указанию в любой одной позиции от 1 до 4, при этом способ включает проведение горячей прокатки по меньшей мере в один проход в двухфазной области перехода от γ-фазы до α-фазы.

Выгодный эффект

В соответствии с раскрытием изобретения является возможным получение электротехнической листовой стали, характеризующейся высокой магнитной индукцией и низкими потерями в сердечнике, без проведения отжига горячей полосы.

Краткое описание чертежей

На приложенных чертежах:

фиг. 1 представляет собой схематическое изображение образца прокладочного кольца; и

фиг. 2 представляет собой график, иллюстрирующий воздействие температуры превращения Ar3 на магнитную индукцию В50.

Осуществление изобретения

Причины наложения ограничений на раскрытие изобретения будут описываться ниже.

Сначала в целях исследования воздействия двухфазной области перехода от γ-фазы до α-фазы на магнитные свойства в результате выплавки стали в лаборатории получали стали от стали А до стали С, характеризующиеся химическими составами, перечисленными в таблице 1, и проводили горячую прокатку. Горячую прокатку проводили в 7 проходов, где температуру на входе для первого прохода (F1) доводили до 1030°С, а температуру на входе для конечного прохода (F7) – до 910°С.

После травления каждую горячекатаную сталь подвергали холодной прокатке для получения толщины листа 0,35 мм, а вслед за этим чистовому отжигу при 950°С на протяжении 10 секунд в атмосфере 20% Н2 – 80% N2 для получения листа, подвергнутого чистовому отжигу.

Из каждого таким образом полученного листа, подвергнутого чистовому отжигу, в результате штамповки получали кольцевой образец 1, имеющий внешний диаметр 55 мм и внутренний диаметр 35 мм. После этого в шести равным образом разнесенных позициях кольцевого образца 1 использовали V-образное расчеканивание 2, как это проиллюстрировано на фиг. 1, и 10 кольцевых образцов 1 укладывали в стопку и фиксировали друг с другом в виде уложенной в стопку конструкции для измерения магнитных свойств, твердости по Виккерсу и размера зерен. Измерение магнитных свойств проводили при использовании уложенной в стопку конструкции, полученной таким образом, при наличии обмоток с первичными 100 витками и вторичными 100 витками, а результаты измерения оценивали при использовании ваттметра. Твердость по Виккерсу измеряли в соответствии с документом JIS Z2244 в результате вдавливания алмазного индентора при 500 гс в поперечное сечение каждой листовой стали. Кроме того, размер зерен измеряли в соответствии с документом JIS G0551 после полирования поперечного сечения и травления при использовании ниталя.

Результаты измерений магнитных свойств и твердости по Виккерсу для сталей от стали А до стали С из таблицы 1 перечисляются в таблице 2. Как это должно быть понятно при концентрировании внимания на магнитной индукции, магнитная индукция является низкой для стали А и высокой для сталей В и С. В целях идентифицирования причины заявители исследовали текстуру материала после чистового отжига и выявили то, что в сопоставлении со сталями В и С в стали А развивалась текстура (111), которая является невыгодной с точки зрения магнитных свойств. Поскольку, как это известно, микроструктура электротехнической листовой стали до холодной прокатки оказывает большое воздействие на формирование текстуры в электротехнической листовой стали, заявители провели исследование в отношении микроструктуры после горячей прокатки до холодной прокатки и обнаружили наличие у стали А нерекристаллизованной микроструктуры. По данной причине, как это считается, в стали А во время технологического процесса холодной прокатки и чистового отжига после горячей прокатки развивалась текстура (111).

Таблица 2

Сталь Магнитная индукция B50
(Тл)
Потери в сердечнике W15/50
(Вт/кг)
HV Размер зерен
(мкм)
A 1,65 3,39 145 119
B 1,71 3,98 135 120
C 1,71 2,55 156 123

Заявители также наблюдали микроструктуры сталей В и С после проведения горячей прокатки и обнаружили полностью рекристаллизованные микроструктуры. Таким образом, как это считается, в сталях В и С подавлялось формирование текстуры (111), невыгодной с точки зрения улучшения магнитных свойств, и магнитная индукция увеличивалась.

В соответствии с представленным выше описанием изобретения в целях идентифицирования причины варьирования микроструктур после горячей прокатки среди различных сталей характеристики превращения во время горячей прокатки оценивали в результате измерения коэффициента линейного расширения.

В результате, как это было выявлено, сталь А содержит одну лишь α-фазу в интервале от высокотемпературного диапазона до низкотемпературного диапазона, и во время горячей прокатки какого-либо фазового превращения не происходило. С другой стороны, как это было выявлено, температура превращения Ar3 составляла 1020°С для стали В и 930°С для стали С, и превращение γ → α происходило в первом проходе для стали В и в проходах от третьего до пятого для стали С. То есть, как это считается, различие микроструктур между сталями после горячей прокатки может быть приписано протеканию превращения γ → α во время горячей прокатки, что вызывает прохождение в листовой стали рекристаллизации при наличии в качестве движущей силы деформации превращения.

Как это установили заявители исходя из вышеизложенного, в целях получения увеличенной магнитной индукции важным является протекание превращения γ → α в температурном диапазоне, в котором проводят горячую прокатку. Поэтому для идентифицирования температуры превращения Ar3, при которой превращение γ → α должно быть завершено, проводили следующий далее эксперимент. Говоря конкретно, в результате выплавки стали в лаборатории получали стали, при этом каждая из них содержит, в % (масс.), С: 0,0016%, Al: 0,001%, P: 0,010%, S: 0,0008%, N: 0,0020%, O: от 0,0050% до 0,0070%, Sb: 0,0050%, Sn: 0,0050%, Ni: 0,100%, Ca: 0,0010%, Ti: 0,0010%, V: 0,0010%, Zr: 0,0005% и Nb: 0,0004% в качестве основных компонентов, причем баланс между уровнями содержания Si и Mn меняли для изменения температур превращения Ar3, из чего формовали слябы. Слябы, полученные таким образом, подвергали горячей прокатке. Горячую прокатку проводили в 7 проходов, где температуру на входе для первого прохода (F1) доводили до 900°С, а температуру на входе для конечного прохода (F7) – до 780°С таким образом, чтобы по меньшей мере один проход при горячей прокатке был бы проведен в двухфазной области, в которой протекало бы превращение α-фазы в γ-фазу.

Каждый горячекатаный лист, полученный таким образом, подвергали травлению, а после этого холодной прокатке для получения толщины листа 0,35 мм и чистовому отжигу при 950°С на протяжении 10 секунд в атмосфере 20% Н2 – 80% N2 для получения листа, подвергнутого чистовому отжигу.

Из каждого таким образом полученного листа, подвергнутого чистовому отжигу, в результате штамповки получали кольцевой образец 1, имеющий внешний диаметр 55 мм и внутренний диаметр 35 мм, в шести равным образом разнесенных позициях кольцевого образца 1 использовали V-образное расчеканивание 2, как это проиллюстрировано на фиг. 1, и 10 кольцевых образцов 1 укладывали в стопку и фиксировали друг с другом в виде уложенной в стопку конструкции. Измерение магнитных свойств проводили при использовании уложенной в стопку конструкции при наличии обмоток с первичными 100 витками и вторичными 100 витками, а результаты измерения оценивали при использовании ваттметра.

Фиг. 2 иллюстрирует воздействие температуры превращения Ar3 на магнитную индукцию В50. Как это может быть видно, в случае температуры превращения Ar3, составляющей менее, чем 700°С, магнитная индукция В50 уменьшится. Как это считается несмотря на отсутствие ясности в отношении причины, в случае температуры превращения Ar3, составляющей менее, чем 700°С, размер зерен до холодной прокатки был настолько маленьким, что это стимулировало развитие текстуры (111), невыгодной с точки зрения магнитных свойств, во время технологического процесса на этапе от последующей холодной прокатки до чистового отжига.

Исходя из вышеизложенного в настоящем раскрытии изобретения температуру превращения Ar3 устанавливают составляющей 700°С или более. Для температуры превращения Ar3 какого-либо верхнего предельного значения не устанавливают. Однако, важными являются стимулирование прохождения превращения γ → α во время горячей прокатки и необходимость проведения по меньшей мере одного прохода горячей прокатки в двухфазной области для γ-фазы и α-фазы. С учетом этого предпочтительным является установление температуры превращения Ar3 составляющей 1000°С или менее. Это обуславливается промотированием развития текстуры, которая является предпочтительной для магнитных свойств, в результате проведения горячей прокатки во время превращения.

Как это может быть видно при концентрировании внимания на оценке потерь в сердечнике в приведенной выше таблице 2, потери в сердечнике являются низкими для сталей А и С и высокими для стали В. Как это считается несмотря на отсутствие ясности в отношении причины, вследствие низкой твердости (HV) листовой стали после чистового отжига для стали В легко распространялось поле напряжения сжатия, образованное в результате штамповки и расчеканивания, и потери в сердечнике увеличивались. Поэтому в настоящем раскрытии изобретения твердость по Виккерсу устанавливают составляющей 140 HV или более, а предпочтительно 150 HV или более. С другой стороны, твердость по Виккерсу, составляющая более, чем 230 HV, приводит к более серьезному изнашиванию матрицы для штамповки, что излишне увеличивает стоимость. Таким образом, верхнее предельное значение устанавливают составляющим 230 HV. С точки зрения подавления изнашивания матрицы его предпочтительно устанавливают составляющим 200 HV или менее.

В следующем далее изложении описывается нетекстурированная электротехническая листовая сталь, соответствующая одному из раскрытых вариантов осуществления. Сначала будут разъяснены причины наложения ограничений на химический состав стали. При выражении количеств компонентов в «%» это будет относиться к «% (масс.)», если только не будет указываться на другое.

С: 0,0050% или менее

С точки зрения предотвращения магнитного старения уровень содержания С устанавливают составляющим 0,0050% или менее. С другой стороны, поскольку С демонстрирует эффект улучшения магнитной индукции, уровень содержания С предпочтительно составляет 0,0010% или более.

Si: от 1,50% или более до 4,00% или менее

Si представляет собой элемент, подходящий для использования при увеличении удельного сопротивления листовой стали. Таким образом, уровень содержания Si предпочтительно устанавливают составляющим 1,50% или более. С другой стороны, уровень содержания Si, превышающий 4,00%, в результате приводит к уменьшению магнитной индукции насыщения и соответствующему уменьшению магнитной индукции. Таким образом, верхнее предельное значение для уровня содержания Si устанавливают составляющим 4,00%. Уровень содержания Si предпочтительно составляет 3,00% или менее. Это обуславливается тем, что в случае превышения уровнем содержания Si 3,00% будет необходимо добавлять большое количество Mn в целях получения двухфазной области, что излишне увеличивает стоимость.

Al: 0,500% или менее

Al представляет собой элемент, который сужает температурный диапазон, в котором появляется γ-фаза, и предпочтительным является меньший уровень содержания Al. Уровень содержания Al устанавливают составляющим 0,500% или менее. Следует обратить внимание на то, что уровень содержания Al составляет предпочтительно 0,020% или менее, а более предпочтительно 0,002% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания Al предпочтительно составляет 0,0005% или более.

Mn: от 0,10% или более до 5,00% или менее

Поскольку Mn представляет собой эффективный элемент для расширения температурного диапазона, в котором появляется γ-фаза, нижнее предельное значение устанавливают составляющим 0,10%. С другой стороны, уровень содержания Mn, превышающий 5,00%, в результате приводит к уменьшению магнитной индукции. Таким образом, верхнее предельное значение для уровня содержания Mn устанавливают составляющим 5,00%. Уровень содержания Mn предпочтительно составляет 3,00% или менее. Причина заключается в том, что уровень содержания Mn, превышающий 3,00%, излишне увеличивает стоимость.

S: 0,0200% или менее

S вызывает увеличение потерь в сердечнике вследствие формирования выделений MnS при добавлении S сверх 0,0200%. Таким образом, верхнее предельное значение для уровня содержания S устанавливают составляющим 0,0200%. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания S предпочтительно составляет 0,0005% или более.

P: 0,200% или менее

Р увеличивает твердость листовой стали при добавлении Р сверх 0,200%. Таким образом, уровень содержания Р устанавливают составляющим 0,200% или менее, а более предпочтительно 0,100% или менее. Еще более предпочтительно уровень содержания Р устанавливают в диапазоне от 0,010% или более до 0,050% или менее. Это обуславливается тем, что Р демонстрирует эффект подавления азотирования в результате поверхностной ликвации.

N: 0,0050% или менее

N вызывает формирование большего количества выделений AlN и увеличивает потери в сердечнике при добавлении N в большом количестве. Поэтому уровень содержания N устанавливают составляющим 0,0050% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания N предпочтительно составляет 0,0005% или более.

О: 0,0200% или менее

О вызывает образование большего количества оксидов и увеличивает потери в сердечнике при добавлении О в большом количестве. Поэтому уровень содержания О устанавливают составляющим 0,0200% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания О предпочтительно составляет 0,0010% или более.

По меньшей мере, один представитель, выбираемый из Sb: от 0,0010% или более до 0,10% или менее или Sn: от 0,0010% или более до 0,10% или менее

Sb и Sn представляют собой эффективные элементы для улучшения структуры текстуры, и нижнее предельное значение для каждого из них устанавливают составляющим 0,0010%. В частности, в случае уровня содержания Al, составляющего 0,010% или менее, в результате добавления Sb и Sn будет иметь место большой эффект улучшения магнитной индукции, и их добавление в количестве, составляющем 0,050% или более, значительно улучшит магнитную индукцию. С другой стороны, добавление сверх 0,10% заканчивается излишне увеличенными стоимостями, поскольку эффект, которого добиваются в результате добавления, достигает плато. Таким образом, верхнее предельное значение для каждого из них устанавливают составляющим 0,10%.

Были описаны основные компоненты листовой стали, соответствующей раскрытию изобретения. Остаток, отличный от вышеупомянутых компонентов, состоит из Fe и неизбежных примесей. Однако, там, где это уместно, также могут быть добавлены и следующие далее необязательные элементы.

Са: от 0,0010% или более до 0,0050% или менее

Са может фиксировать сульфиды в виде CaS и уменьшать потери в сердечнике. Поэтому при добавлении Са нижнее предельное значение для уровня содержания Са предпочтительно устанавливают составляющим 0,0010%. С другой стороны, в случае превышения уровнем содержания 0,0050% сформируется большое количество выделений CaS, и потери в сердечнике увеличатся. Таким образом, верхнее предельное значение для уровня содержания Са устанавливают составляющим 0,0050%. В целях стабильного уменьшения потерь в сердечнике уровень содержания Са более предпочтительно устанавливают в диапазоне от 0,0015% или более до 0,0035% или менее.

Ni: от 0,010% или более до 3,0% или менее

Поскольку Ni представляет собой эффективный элемент для увеличения γ-области, при добавлении Ni нижнее предельное значение для уровня содержания Ni предпочтительно устанавливают составляющим 0,010%. С другой стороны, уровень содержания Ni, превышающий 3,0%, излишне увеличивает стоимость. Поэтому предпочтительным является установление верхнего предельного значения для уровня содержания составляющим 3,0%, а более предпочтительным является установление уровня содержания Ni в диапазоне от 0,100% до 1,0%.

Ti: 0,0030% или менее

Ti может вызывать формирование большего количества выделений TiN и увеличивать потери в сердечнике при добавлении Ti в большом количестве. Поэтому при добавлении Ti уровень содержания Ti устанавливают составляющим 0,0030% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания Ti предпочтительно устанавливают составляющим 0,0001% или более.

Nb: 0,0030% или менее

Nb может вызывать формирование большего количества выделений NbC и увеличивать потери в сердечнике при добавлении Nb в большом количестве. Поэтому при добавлении Nb уровень содержания Nb устанавливают составляющим 0,0030% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания Nb предпочтительно устанавливают составляющим 0,0001% или более.

V: 0,0030% или менее

V может вызывать формирование большего количества выделений VN и VC и увеличивать потери в сердечнике при добавлении V в большом количестве. Поэтому при добавлении V уровень содержания V устанавливают составляющим 0,0030% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания V предпочтительно устанавливают составляющим 0,0005% или более.

Zr: 0,0020% или менее

Zr может вызывать формирование большего количества выделений ZrN и увеличивать потери в сердечнике при добавлении Zr в большом количестве. Поэтому при добавлении Zr уровень содержания Zr устанавливают составляющим 0,0020% или менее. С другой стороны, с точки зрения производственной себестоимости и тому подобного уровень содержания Zr предпочтительно устанавливают составляющим 0,0005% или более.

Средний размер зерен листовой стали, раскрытой в настоящем документе, устанавливают в диапазоне от 80 мкм или более до 200 мкм или менее. В случае среднего размера зерен, составляющего менее, чем 80 мкм, твердость по Виккерсу может быть доведена до 140 HV или более при использовании материала, характеризующегося низким уровнем содержания Si, в случае чего, однако, увеличивались бы потери в сердечнике. Поэтому размер зерен устанавливают составляющим 80 мкм или более. С другой стороны, в случае превышения размером зерен 200 мкм увеличится пластическая деформация, обусловленная штамповкой и расчеканиванием, что в результате приведет к получению увеличенных потерь в сердечнике. Таким образом, верхнее предельное значение для размера зерен устанавливают составляющим 200 мкм.

Для получения размера зерен в диапазоне от 80 мкм или более до 200 мкм или менее необходимо надлежащим образом контролируемо выдерживать температуру чистового отжига. В дополнение к этому, для получения твердости по Виккерсу в диапазоне от 140 HV или более до 230 HV или менее необходимо надлежащим образом добавлять элемент, приводящий к получению твердо-растворного упрочнения, такой как Si, Mn или Р.

В следующем далее изложении приводится конкретное описание условий производства нетекстурированной электротехнической листовой стали, соответствующей раскрытию изобретения.

Нетекстурированная электротехническая листовая сталь, раскрытая в настоящем документе, может быть произведена и иным образом, следуя обычному способу производства нетекстурированной электротехнической листовой стали, до тех пор, пока химический состав и условия проведения горячей прокатки будут попадать в пределы диапазонов, указанных в настоящем документе. То есть, расплавленную сталь подвергают дутью в конверторе и вакуумирующей обработке, когда ее доводят до предварительно определенного химического состава, а впоследствии литью и горячей прокатке. Для температуры скатывания в рулон во время горячей прокатки конкретных указаний не дают, тем не менее, необходимо провести по меньшей мере один проход горячей прокатки в двухфазной области для γ-фазы и α-фазы. Температуру скатывания в рулон предпочтительно устанавливают составляющей 650°С или менее в целях предотвращения окисления во время скатывания в рулон. В дополнение к этому, температуру конечного отжига предпочтительно устанавливают в диапазоне, удовлетворяющем размеру зерен листовой стали, например, в диапазоне от 900°С до 1050°С. В соответствии с настоящим раскрытием изобретения могут быть получены превосходные магнитные свойства без проведения отжига горячей полосы. Однако, отжиг горячей полосы может быть и проведен. После этого листовую сталь подвергают холодной прокатке один раз или два или более раз при проведении в промежутке между ними промежуточного отжига для получения предварительно определенной толщины листа и последующему чистовому отжигу.

Примеры

Расплавленные стали подвергали дутью в конверторе и вакуумирующей обработке, когда их доводили до химических составов, соответствующих перечислению в таблицах 3-1 и 3-2, после этого нагреванию сляба при 1120°С на протяжении 1 часа, а впоследствии горячей прокатке для получения толщины 2,0 мм. Горячую чистовую прокатку проводили в 7 проходов, температуры на входе для первого прохода и для конечного прохода, соответственно, устанавливали в соответствии с перечислением в таблицах 3-1 и 3-2 и температуру скатывания в рулон устанавливали составляющей 650°С. После этого выполняли травление, проводили холодную прокатку для получения толщины 0,35 мм и проводили чистовой отжиг при использовании атмосферы 20% Н2 – 80% N2 на протяжении времени отжига 10 секунд в условиях, перечисленных в таблицах 3-1 и 3-2, в целях получения образцов для испытаний. У каждого образца для испытаний оценивали магнитные свойства (W15/50, B50), твердость по Виккерсу (HV) и размер зерен (мкм). Измерение магнитных свойств проводили в соответствии с измерением Эпштейна в отношении образцов Эпштейна, вырезанных в направлении прокатки и поперечном направлении (направлении, ортогональном направлению прокатки). Твердость по Виккерсу измеряли в соответствии с документом JIS Z2244 в результате вдавливания алмазного индентора при нагрузке 500 гс в поперечное сечение каждой листовой стали. Размер зерен измеряли в соответствии с документом JIS G0551 после полирования поперечного сечения и травления при использовании ниталя.

Как это может быть видно исходя из таблиц 3-1 и 3-2, все нетекстурированные электротехнические листовые стали, соответствующие примерам заявителей, у которых химический состав, температура превращения Ar3, размер зерен и твердость по Виккерсу попадают в объем раскрытия изобретения, демонстрируют превосходные как магнитную индукцию, так и характеристики потерь в сердечнике в сопоставлении с листовыми сталями в сравнительных примерах, не попадающих в объем раскрытия изобретения.

Применимость в промышленности

В соответствии с раскрытием изобретения является возможным предложение нетекстурированных электротехнических листовых сталей, позволяющих добиться достижения хорошего баланса между магнитной индукцией и характеристиками потерь в сердечнике без проведения отжига горячей полосы.

Перечень ссылочных позиций

1 Кольцевой образец

2 V-образное расчеканивание.

1. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь, имеющая химический состав, содержащий, в мас.%:

С: 0,0050 или менее,

Si: от 1,50 или более до 4,00 или менее,

Al: 0,500 или менее,

Mn: от 0,10 или более до 5,00 или менее,

S: 0,0200 или менее,

Р: 0,200 или менее,

N: 0,0050 или менее,

О: 0,0200 или менее и

по меньшей мере один из элементов, выбранных из Sb: от 0,0010 или более до 0,10 или менее или Sn: от 0,0010 или более до 0,10 или менее,

при этом остальное представляют собой Fe и неизбежные примеси, причем

нетекстурированная электротехническая листовая сталь характеризуется температурой превращения Ar3, составляющей 700°С или более, размером зерен в диапазоне от 80 мкм или более до 200 мкм или менее и твердостью по Виккерсу в диапазоне от 140 HV или более до 230 HV или менее.

2. Листовая сталь по п. 1, в которой химический состав также содержит, в мас.%:

Са: от 0,0010 или более до 0,0050 или менее.

3. Листовая сталь по п. 1 или 2, в которой химический состав также содержит, в мас.%:

Ni: от 0,010 или более до 3,0 или менее.

4. Листовая сталь по любому из пп. 1-3, в которой химический состав также содержит по меньшей мере один из элементов, выбранных из группы, состоящей из, в мас.%:

Ti: 0,0030 или менее,

Nb: 0,0030 или менее,

V: 0,0030 или менее и

Zr: 0,0020 или менее.

5. Способ производства нетекстурированной электротехнической листовой стали по любому из пп. 1-4, включающий в себя проведение горячей прокатки по меньшей мере в один проход в двухфазной области перехода от γ-фазы до α-фазы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности получению текстурированной электротехнической листовой стали. Для снижения потерь в сердечнике и магнитострикционных свойств в дискретных областях листовая сталь содержит замыкающие домены, при этом каждый из них включает дискретную область на своей части и простирается под углом в пределах 30° по отношению к поперечному направлению листовой стали, где участок перекрывания замыкающих доменов в дискретной области на одной поверхности листовой стали имеет длину α в поперечном направлении, которая является большей, чем длина β в поперечном направлении для участка перекрывания замыкающих доменов на другой поверхности листовой стали, и длина α удовлетворяет выражению 0,5 ≤ α ≤ 5,0, а длина β удовлетворяет выражению 0,2α ≤ β ≤ 0,8α.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к текстурированной электротехнической листовой стали, используемой в качестве материала железного сердечника для малошумных трансформаторов.

Изобретение относится к текстурированной электротехнической листовой стали и способу производства текстурированной электротехнической листовой стали. Текстурированная электротехническая листовая сталь включает листовую сталь, покрытие, которое располагается на листовой стали и содержит элемент, слой покрытия А, которым является керамическое покрытие, характеризующееся уровнем содержания оксида, составляющим менее чем 30% (мас.), и слой покрытия В, которым является изоляционное придающее натяжение покрытие, содержащее оксид, и который располагается на слое покрытия А, где покрытие имеет толщину в диапазоне 1,0-10,0 нм, и в покрытии степень атомного радиуса, описывающаяся формулой (1), составляет по меньшей мере 10% при обозначении атомного радиуса железа символом RFe, а атомного радиуса указанного элемента символом RA.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения превосходных магнитных свойств листа из электротехнической стали способ изготовления текстурированного стального листа включает формирование сляба, нагрев сляба до температуры от 1000°С до 1300°С в течение времени от 60 до 600 с, горячую прокатку сляба для получения горячекатаного стального листа, необязательно отжиг листа в зоне горячих состояний, холодную прокатку листа для получения холоднокатаного стального листа с конечной толщиной, первичный рекристаллизационный отжиг холоднокатаного листа, вторичный рекристаллизационный отжиг, причем в случае проведения отжига в зоне горячих состояний время для достижения 900°С от 400°С в процессе нагревания составляет 100 с и менее, и температура выдержки при отжиге составляет 950°С и более, а в случае отсутствия отжига в зоне горячих состояний холодную прокатку проводят по меньшей мере в две стадии с промежуточным отжигом между ними, при этом в процессе нагревания для первого промежуточного отжига время для достижения 900°С от 400°С составляет 100 с и менее, и температура выдержки при отжиге составляет 950°С и более.

Изобретение относится к электродинамическим тормозным системам для транспортных средств. Устройство для поглощения энергии торможения машины с электрическим приводом содержит средство рассеивания электрической энергии и средство переключения, передающее электрическую энергию от силовых шин на средство рассеивания электрической энергии.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к текстурированному листу электротехнической стали, используемому в качестве материала железных сердечников трансформаторов.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения стойкости отслаивания покрытия и уменьшения потерь в железе лист из текстурированной электротехнической стали содержит стальную подложку, плёнку форстерита на поверхности стальной подложки и обеднённый по Cr слой на границе между стальной подложкой и плёнкой форстерита, причём обеднённый по Cr слой имеет концентрацию Cr, которая составляет 0,70-0,90 концентрации Cr в стальной подложке.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении потерь в сердечнике.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в улучшении конструкции низкочастотного электрического трансформатора.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения низких потерь в железе по первому варианту способа осуществляют горячую прокатку сляба из неориентированной электротехнической стали, содержащей, мас.%: C 0,0050 или менее, Si от 2,0 до 6,0, Mn от 1,0 до 3,0, P 0,20 или менее, S 0,0050 или менее, N 0,0050 или менее, Al 0,0050 или менее, Fe и неизбежные примеси – остальное, и имеющей нитриды Si-Mn со средним диаметром от 50 нм до 500 нм и численной плотностью 1/мкм3 или менее, охлаждение горячекатаного листа со средней скоростью 30°С/с или более в диапазоне температур от 800°С до 650°С, смотку в рулон при температуре 650°С, холодную прокатку по меньшей мере за один этап с промежуточным отжигом между этапами и окончательный отжиг.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному горячештампованному стальному листу, используемому в качестве конструктивных или усиливающих элементов автомобилей или конструкций, которым требуется прочность.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к текстурированной электротехнической листовой стали, используемой в качестве магнитно-мягкого материала для изготовления железных сердечников электротехнических устройств.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения магнитных свойств листовой стали способ производства текстурированной электротехнической листовой стали включает нагрев стального сляба при 1300°С или менее, причем сляб получен из стали, содержащей С, Si, Mn, растворимый в кислоте Al, S и/или Se, Sn и/или Sb, N и остаток - Fe и неизбежные примеси, горячую прокатку стального сляба для получения горячекатаной листовой стали, холодную прокатку один раз или два или более раза с промежуточным отжигом между ними для получения холоднокатаной листовой стали конечной толщины, первичный рекристаллизационный отжиг, нанесение отжигового сепаратора на поверхность холоднокатаной листовой стали и вторичный рекристаллизационный отжиг.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения текстурированного листа из электротехнической стали, обладающего лучшими магнитными свойствами, способ включает нагрев стального сляба до температуры 1300°С и менее, горячую прокатку стального сляба для получения горячекатаного стального листа, отжиг горячекатаного стального листа в зоне горячих состояний, однократную, или двукратную, или многократную холодную прокатку с промежуточным отжигом между ними для получения холоднокатаного стального листа конечной толщины, первичный рекристаллизационный отжиг, нанесение отжигового сепаратора на поверхность холоднокатаного стального листа после первичного рекристаллизационного отжига и вторичный рекристаллизационный отжиг, причем при отжиге в зоне горячих состояний средняя скорость нагрева от обычной температуры до 400°С составляет 50°С/с и более, а время для достижения 900°С от 400°С составляет 100 с и менее.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения текстурированного стального листа из электротехнической стали, обладающего улучшенными магнитными свойствами, способ включает нагрев стального сляба в температурном диапазоне 1300°С и менее, горячую прокатку стального сляба для получения горячекатаного стального листа, необязательно отжиг горячекатаного листа в зоне горячих состояний, проведение для горячекатаного стального листа после горячей прокатки или после отжига в зоне горячих состояний однократной, или двукратной, или многократной холодной прокатки с промежуточным отжигом между ними для получения холоднокатаного стального листа конечной толщины и проведение для холоднокатаного стального листа первичного рекристаллизационного отжига и вторичного рекристаллизационного отжига, причем в случае отсутствия промежуточного отжига горячекатаный стальной лист подвергают отжигу в зоне горячих состояний, при котором нагрев проводят при скорости, составляющей 10°С/с и менее, в течение периода времени в диапазоне от 10 секунд и более до 120 секунд и менее в температурном диапазоне от 700°С и более до 950°С и менее, а в случае проведения промежуточного отжига нагрев при конечном промежуточном отжиге проводят при скорости, составляющей 10°С/с и менее, в течение периода времени в диапазоне от 10 секунд и более до 120 секунд и менее в температурном диапазоне от 700°С и более до 950°С и менее.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения и стабилизации магнитных свойств стальной лист выдерживают в температурном диапазоне 1000°C или более и 1120°C или менее в течение 200 сек или менее, и затем выдерживают в температурном диапазоне 650°C или выше и 1000°C или ниже в течение 200 сек или менее при отжиге до конечной холодной прокатки, и количество Al в выделениях после отжига до конечной холодной прокатки ограничивается 50% или более общего количества Al, содержащегося в стальном слябе.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к формуемой легковесной стали. Сталь содержит элементы в следующем соотношении, мас.%: С от 0,02 до 1,0, Мn от 5 до 9, Si 4 или менее, Р до 0,1, S до 0,1, N до 0,03, Sb от 0,003 до 0,8, предпочтительно до 0,5, по меньшей мере один из следующих карбидообразующих элементов: Al 15 или менее, Cr от 0,1 до 8, Мо от 0,05 до 2, Ti от 0,01 до 2, V от 0,005 до 1, Nb от 0,005 до 1, W от 0,005 до 1 и Zr от 0,001 до 0,3, при необходимости до 5 Ni, до 0,005 Са, до 0,01 В и от 0,05 до 2 Cu, остальное - железо и примеси, при этом соотношение Sb/C составляет 1,5 или менее.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению листа из нетекстурированной Fe-Si стали. Для улучшения магнитных свойств стали способ включает стадии плавления стали, содержащей в мас.%: C ≤ 0,006, 2,0 ≤ Si ≤ 5,0, 0,1 ≤ Al ≤ 3,0, 0,1 ≤ Mn ≤ 3,0, N ≤ 0,006, 0,04 ≤ Sn ≤ 0,2, S ≤ 0,005, P ≤ 0,2, Ti ≤ 0,01, остальное Fe и неизбежные примеси, отливки указанного расплава в сляб, повторного нагрева указанного сляба, горячей прокатки указанного сляба, намотки указанной горячекатаной стали, необязательного отжига горячекатаной стали, холодной прокатки, отжига и охлаждения холоднокатаной стали до комнатной температуры.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к особохладостойким конструкционным сталям, используемым для изготовления оборудования, предназначенного для хранения и транспортировки сжиженного природного газа.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения превосходных магнитных характеристик листа при одновременном улучшении способности к адгезии первичной пленки осуществляют: процесс нагрева сляба, имеющего заданный химический состав, при температуре T1°C, составляющей 1150-1300°C, выдержку сляба в течение 5 мин - 30 ч, понижение температуры сляба до T2°C, составляющей T1-50°C или ниже, нагрев сляба при температуре T3°C, составляющей 1280-1450°C, и выдержку сляба в течение 5-60 мин, процесс горячей прокатки нагретого сляба, процесс холодной прокатки, процесс промежуточного отжига горячекатаного стального листа по меньшей мере один раз перед процессом холодной прокатки или перед завершающим проходом процесса холодной прокатки после прерывания холодной прокатки, процесс нанесения отжигового сепаратора и процесс нанесения вторичной пленки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочному горячештампованному стальному листу, используемому в качестве конструктивных или усиливающих элементов автомобилей или конструкций, которым требуется прочность.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нетекстурированной электротехнической листовой стали, используемой в качестве материала железных сердечников высокоэффективных индукционных двигателей. Сталь имеет химический состав, содержащий, в мас.: С: 0,0050 или менее, Si: от 1,50 или более до 4,00 или менее, Al: 0,500 или менее, Mn: от 0,10 или более до 5,00 или менее, S: 0,0200 или менее, Р: 0,200 или менее, N: 0,0050 или менее, О: 0,0200 или менее и по меньшей мере один из элементов, выбранных из Sb: от 0,0010 или более до 0,10 или менее или Sn: от 0,0010 или более до 0,10 или менее, остальное - Fe и неизбежные примеси. Сталь характеризуется температурой превращения Ar3, составляющей 700°С или более, размером зерен в диапазоне от 80 мкм до 200 мкм и твердостью по Виккерсу в диапазоне от 140 HV до 230 HV. Сталь обладает высокой магнитной индукцией и низкими потерями в сердечнике. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Наверх