CN114867882A - 取向电工钢板及其制造方法 - Google Patents

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朴峻秀
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Abstract

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.005％以下且0％除外、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质，所述钢板可以包含平均粒径为5至50nm的析出物，所述析出物包含AlN、(Al,Si)N、(Al,Si,Mn)N、Mns和CuS中的一种以上。

Description

取向电工钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种取向电工钢板及其制造方法。具体地，本发明涉及一种取向电工钢板及其制造方法，通过适当地控制C、Cr、Sn、Sb的含量，即使省略热轧板退火步骤也能抑制磁性衰减。
背景技术
取向电工钢板是一种软磁材料，相对于轧制方向具有钢板织构为{110}<001>的高斯织构(Goss texture)，因而在一个方向或轧制方向上具有优异的磁特性。为了通过表征这种织构来改善取向电工钢板的磁特性，需要炼钢中的成分控制、热轧中的板坯再加热和热轧工艺参数控制、热轧板退火热处理、冷轧、一次再结晶退火、二次再结晶退火等复杂的工艺，而且必须非常精确和严格地管理。
在上述工艺中，热轧板退火工艺是通过均匀控制热轧后热轧板的不均匀的微细组织和析出物在二次再结晶退火过程中稳定地实现高斯取向晶粒的二次再结晶的必要工艺。然而，由于热轧板退火是增加取向电工钢板的生产成本的因素，如果可以在省略热轧板退火的同时使热轧板的微细组织和析出物均匀，就可以降低热轧板退火工艺所产生的制造成本，又可以提高生产率。
板坯加热时不可避免地产生滑道(skid)上的热偏差，由此导致热轧板的析出物和微细组织不均匀。如果省略热轧板退火，则无法减小前述的热偏差，最后导致最终制造的取向电工钢板的磁性偏差加重，严重时会导致磁性衰减。
为了省略热轧板退火，人们进行了各种尝试，但是还没有一种技术针对板坯加热时减小加热炉内滑道(skid)上的热偏差的技术、解决析出物和微细组织不均匀的技术直接提出解决方案。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种取向电工钢板及其制造方法。具体地，本发明提供一种取向电工钢板及其制造方法，通过适当地控制C、Cr、Sn、Sb的含量，即使省略热轧板退火步骤也能抑制磁性衰减。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.005％以下且0％除外、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质，
所述钢板可以包含平均粒径为5至50nm的析出物，所述析出物包含AlN、(Al,Si)N、(Al,Si,Mn)N、Mns和CuS中的一种以上。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板可以是晶粒粒径为1mm以下的晶粒的面积分数为10％以下。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含Al：0.005至0.030重量％。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含S：0.010重量％以下。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含P：0.0005至0.045重量％。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板可以进一步包含Sb：0.1重量％以下。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含Co：0.1重量％以下、Ni：0.1重量％以下和Mo：0.1重量％以下中的一种以上。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的制造方法，其包含：对板坯进行热轧，以制造热轧钢板的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.001至0.04％、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且满足以下式1；卷取热轧钢板的步骤；将卷取的热轧钢板直接冷却，并进行冷轧制成冷轧钢板的步骤；对冷轧钢板进行一次再结晶退火的步骤；以及对一次再结晶退火后的冷轧钢板进行二次再结晶退火的步骤。
[式1]
0.038×[Si]-0.069–[N]≤[C]≤0.038×[Si]-0.069+[N]
在式1中，[Si]、[N]和[C]分别表示板坯中Si、N和C的含量(重量％)。
在制造热轧钢板的步骤之前，还可以包含将板坯加热到1300℃以下的步骤。
在卷取步骤之后以及在制造冷轧钢板的步骤之前，可以不进行从钢板外部加热的热处理。
制造冷轧钢板的步骤可以由对热轧钢板进行一次冷轧的步骤完成。
一次再结晶退火步骤包含脱碳步骤和渗氮步骤，可以在脱碳步骤后进行所述渗氮步骤，或者可以在渗氮步骤后进行所述脱碳步骤，或者可以同时进行脱碳步骤和渗氮步骤。
在一次再结晶退火步骤之后，还可以包含涂覆退火隔离剂的步骤。
二次再结晶退火步骤可以在900℃至1210℃的温度下完成二次再结晶。
(三)有益效果
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，可以减小板坯加热时加热炉内滑道(skid)上的热偏差，即使省略热轧板退火，也可以解决析出物和微细组织不均匀的问题。
最终，即使省略热轧板退火，也可以提高取向电工钢板的磁性。
附图说明
图1是发明材料1中分析析出物的照片。
图2是比较材料1中分析析出物的照片。
图3是由发明材料11制造的最终取向电工钢板的照片。
图4是由比较材料23制造的最终取向电工钢板的照片。
图5是由比较材料11制造的最终取向电工钢板的照片。
图6是由比较材料12制造的最终取向电工钢板的照片。
具体实施方式
第一、第二、第三等词汇用于描述各部分、成分、区域、层和/或段，但这些部分、成分、区域、层和/或段不应该被这些词汇限制。这些词汇仅用于区分某一部分、成分、区域、层和/或段与另一部分、成分、区域、层和/或段。因此，在不脱离本发明的范围内，下面描述的第一部分、成分、区域、层和/或段也可以被描述为第二部分、成分、区域、层和/或段。
本文所使用的术语只是出于描述特定实施例，并不意在限制本发明。除非上下文中另给出明显相反的含义，否则本文所使用的单数形式也意在包含复数形式。在说明书中使用的“包含”可以具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。
如果某一部分被描述为在另一个部分之上，则可以直接在另一个部分上面或者其间存在其他部分。当某一部分被描述为直接在另一个部分上面时，其间不存在其他部分。
虽然没有另作定义，但是本文中使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同。对于辞典中定义的术语，应该被解释为具有与相关技术文献和本文中公开的内容一致的意思，而不应该以理想化或过于正式的含义来解释它们的意思。
另外，在没有特别提及的情况下，％表示重量％，1ppm是0.0001重量％。
在本发明的一个实施例中，进一步包含附加元素是指余量的铁(Fe)中一部分被附加元素替代，替代量相当于附加元素的加入量。
在下文中，将详细描述本发明的实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员容易实施本发明。然而，本发明能够以各种不同方式实施，并不限于本文所述的实施例。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.005％以下且0％除外、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质。
在下文中，将描述限制合金成分的理由。
Si：2.0至4.0重量％
硅(Si)是电工钢板的基本组分，其作用是增加材料的电阻率降低铁损(coreloss)。如果Si含量过少，则电阻率降低，进而涡流损耗增加导致铁损特性衰减，而且在一次再结晶退火时，铁素体和奥氏体之间的相变变得活跃，从而造成一次再结晶织构严重破坏。此外，在二次再结晶退火时，铁素体和奥氏体之间发生相变，不仅二次再结晶变得不稳定，而且{110}高斯织构受到严重破坏。另一方面，当Si含量过多时，一次再结晶退火过程中形成过度致密的SiO2和Fe2SiO4氧化层，进而延迟脱碳行为，在一次再结晶退火处理期间持续发生铁素体和奥氏体之间的相变，一次再结晶织构可能受到严重破坏。此外，由于上述形成致密的氧化层所导致的脱碳行为延迟效果，氮化行为也会延迟，无法充分形成(Al,Si,Mn)N和AlN等氮化物，从而无法确保高温退火时二次再结晶所需的充分的晶粒抑制力。
另外，当过量包含Si时，作为机械特性的脆性增加，而韧性减小，在轧制过程中板裂发生率增加，钢板之间的焊接性变差，可能无法确保易操作性。综上，如果没有将Si含量控制在所述预定范围，则二次再结晶变得不稳定，磁特性严重受损，操作性也会恶化。因此，Si可以包含2.0至4.0重量％。进一步具体地，可以包含2.1至3.5重量％。
Mn：0.04至0.2重量％
锰(Mn)与Si一样，通过增加电阻率来降低涡流损耗，从而具有降低整体铁损的效果，Mn在练钢状态下与S发生反应形成Mn系硫化物，还和Si一起与氮化处理所引入的氮发生反应形成(Al,Si,Mn)N的析出物，从而抑制一次再结晶晶粒的生长引发二次再结晶。不仅如此，锰是影响最终产品的表面质量的重要元素。如果Mn含量过少，则最终产品的表面质量可能会变差。如果Mn含量过多，则奥氏体相分数会大大增加，从而造成高斯织构受损，磁通密度降低，脱碳退火时氧化层形成过多，可能会阻碍脱碳。因此，Mn可以包含0.04至0.20重量％。更具体地，Mn可以包含0.07至0.15重量％。
N：0.010重量％以下
氮(N)是与Al反应而形成Al系氮化物的重要元素，板坯中可以加入0.010重量％以下。如果板坯中N过多，则热轧后的工艺中造成氮扩散导致的被称为鼓泡(Blister)的表面缺陷，由于板坯状态下形成过多的氮化物，轧制变得困难，后续工艺会变得复杂，并且成为制造成本上升的因素。更具体地，N可以包含0.005重量％以下。另一方面，对于形成(Al,Si,Mn)N、AlN、(Si,Mn)N等氮化物所需的额外的N，通过在冷轧后的退火工艺利用氨气对钢中实施氮化处理来补充。但是，由于在二次再结晶退火过程中再次去除N，因此最终电工钢板中残留的N可以是0.010重量％以下。
Sb：0.01至0.05重量％
锑(Sb)具有在晶界偏析而抑制晶粒生长的效果，而且具有使二次再结晶稳定的效果。然而，由于熔点低，脱碳退火(即一次再结晶退火)过程中容易扩散到表面，从而具有阻碍脱碳、形成氧化层以及渗氮的效果。因此，如果加入一定程度以上的Sb，就会阻碍脱碳，并抑制形成作为基底涂层基础的氧化层，所以存在含量的上限。因此，Sb可以包含0.01至0.05重量％。更具体地，可以包含0.02至0.05重量％。
C：0.001至0.04重量％
碳(C)是引起铁素体和奥氏体之间的相变使晶粒细化，从而有助于提高延伸率的元素，而且是用于提高脆性较强导致轧制性差的电工钢板的轧制性的必要元素。当这些C残留在最终产品时，因磁时效效果而形成的碳化物在钢板内析出，从而导致磁特性恶化，因此优选控制成适当的含量。如果板坯内的C含量过少，则铁素体和奥氏体之间的相变不会充分发生，进而导致板坯和热轧微细组织的非均匀化。因此，析出物会粗大且不均匀地析出，不仅二次再结晶变得不稳定，还会损害热轧后的冷轧性。此外，由于板坯加热时加热炉内滑道(skid)上的热偏差，可能会发生析出物和微细组织不均匀的现象。如果板坯内含有过多的C，则由于碳化物变得过于粗大以及析出量过度增加，无法充分脱碳，高斯织构的聚集度下降，二次再结晶织构会严重受损，进而可能会给最终产品带来磁时效导致的磁特性衰减现象。因此，板坯中C含量可为0.001至0.040重量％。更具体地，板坯中C含量可为0.001至0.030重量％。另一方面，为了尽量减少最终产品(即取向电工钢板)的使用过程中产生磁时效，二次再结晶退火后最终取向电工钢板产品的C含量为0.005重量％以下。
Sn：0.03至0.08重量％
锡(Sn)作为晶界偏析元素，是阻碍晶界移动的元素，因此锡起到晶粒生长抑制剂的作用。在本发明的一个实施例中的Si含量范围内，用于使二次再结晶行为顺利的晶粒生长抑制力不足，因此在晶界偏析而阻碍晶界移动的Sn必不可少。如果Sn含量过少，则难以适当地发挥前述的效果。另一方面，当Sn加入量过多时，如果在一次再结晶退火区段不调节升温速度或者保持一定时间，则由于晶粒生长抑制力太强，无法获得稳定的二次再结晶。因此，Sn可以包含0.03至0.08重量％。更具体地，可以包含0.03至0.07重量％。
Cr：0.01至0.2重量％
铬(Cr)促进热轧板内形成硬质相，进而冷轧时促进形成高斯织构的{110}<001>，并且在一次再结晶退火过程中促进脱碳，从而发挥减少奥氏体相变保持时间的效果，以防止奥氏体相变保持时间变长导致织构受损的现象。另外，促进形成一次再结晶退火过程中形成的表面氧化层，从而具有能够解决用作晶粒生长辅助抑制剂的合金元素中Sn和Sb导致氧化层形成受阻的缺点的效果。如果Cr含量少，则难以适当地发挥前述的效果。另一方面，如果Cr加入量过多，则一次再结晶退火过程中形成氧化层时会促进形成更致密的氧化层，反而导致氧化层形成得较差，就连脱碳和渗氮也可能受阻。因此，Cr可以包含0.01至0.2重量％。更具体地，可以包含0.03至0.1重量％。
根据本发明的一个实施例的板坯满足以下式1。
[式1]
0.038×[Si]-0.069–[N]≤[C]≤0.038×[Si]-0.069+[N]
在式1中，[Si]、[N]和[C]分别表示板坯中Si、N和C的含量(重量％)。
当如式1所示根据板坯内的Si和N含量控制C含量时，板坯加热和热轧步骤中析出物几乎或完全固溶后非常均匀地析出，即使省略热轧板退火，也可以降低或防止板坯加热时加热炉内滑道(skid)上的热偏差所导致的不良影响，而且二次再结晶退火后导致磁性变差的残留析出物的平均粒径变成5至50nm，从而对确保稳定的磁特性非常有效。另一方面，在二次再结晶退火后，将表面的氧化层全部去除，然后将表面研磨50至100μm制作复制(replica)试样，对通过TEM拍摄的照片实施图像分析，从而可以测出残留析出物的平均粒径。测量参考面是与轧制面平行的面。
前述的析出物的平均粒径为5至50nm，可以包含AlN、(Al,Si)N、(Al,Si,Mn)N或MnS、CuS。如前所述，通过板坯内的C含量和式1，可以减小板坯加热时加热炉内滑道(skid)上的热偏差。通过省略后续工艺中的热轧板退火工艺，可以抑制滑道上的热偏差所导致的析出物的生长。
析出物过小的情况是进行热轧板退火的情况，不符合本发明的一个实施例的目的。如果析出物过大，则磁性可能会变差。
如此，通过适当地形成析出物，即使省略热轧板退火，也可以在二次再结晶退火过程中完整地引发二次再结晶。具体地，晶粒粒径为1mm以下的晶粒的面积分数可为10％以下。晶粒粒径和分数是以与轧制面(ND面)平行的面为准。对于平均粒径，假设有一个面积与晶粒相同的虚拟圆时，由该圆的直径计算平均粒径。
晶粒平均粒径可为0.1至5cm。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含Al：0.005至0.030重量％。如前所述，当进一步包含附加元素时，替代余量的Fe中的一部分。
Al：0.005至0.030重量％
铝(Al)形成热轧中析出的Al系氮化物之外，在冷轧后的退火工艺中，通过氨气引入的氮离子与钢中以固溶状态存在的Al、Si、Mn结合而形成(Al,Si,Mn)N和AlN形式的氮化物，从而还起到强劲的晶粒生长抑制剂的作用。如Al含量过少，则由于所形成的数量和体积处在相当低的水平，无法期待作为抑制剂的充分的效果。另一方面，如果Al的含量过高，则Al系氮化物变得过于粗大，晶粒生长抑制力会降低。此外，由于板坯再加热时Al系氮化物不会完全固溶，板坯再加热后析出为尺寸和分布非常不均匀，从而导致二次再结晶行为不稳定，最终产品的磁特性可能会变差或者偏差增加。因此，当进一步包含Al时，Al可以包含0.005至0.030重量％。更具体地，Al可以包含0.015至0.030重量％。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含S：0.010重量％以下。
S：0.010重量％以下
当硫(S)加入过多时，在板坯中心部偏析，将会不均匀地析出MnS、CuS等硫化物的析出物，从而诱发不均匀的一次再结晶微细组织，致使二次再结晶不稳定。因此，当进一步包含S时，其含量可为0.010重量％以下。此外，由于炼钢过程中将脱硫控制在非常低的水平需要大量的时间和金钱，因此下限可以超过0％。在本发明的一个实施例中，没有特别设定下限。
P：0.005至0.045重量％
磷(P)在晶界偏析阻碍晶界的移动，同时可以起到抑制晶粒生长的辅助作用，并且在微细组织方面具有改善{110}<001>织构的效果。当加入P时，如果加入量过少，则没有加入效果。另一方面，如果加入量过多，则脆性增加，轧制性会大大降低。因此，当进一步包含P时，P可以包含0.005至0.045重量％。更具体地，可以包含0.01至0.035重量％。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板可以进一步包含Sb：0.1重量％以下。
Sb：0.1重量％以下
锑(Sb)具有在晶界偏析而抑制晶粒生长的效果，而且具有使二次再结晶稳定的效果。然而，由于熔点低，一次再结晶退火过程中容易扩散到表面，从而具有阻碍脱碳或形成氧化层以及基于氮化的渗氮的效果。因此，根据需要，可以进一步加入Sb。如果Sb加入量过多，则阻碍脱碳，可能会抑制形成作为基底涂层基础的氧化层。因此，Sb可以包含0.1重量％以下。更具体地，可以包含0.01至0.05重量％。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板还可以包含Co：0.1重量％以下、Ni：0.1重量％以下和Mo：0.1重量％以下中的一种以上。
Co：0.1重量％以下
钴(Co)是增加铁的磁化提高磁通密度的有效的合金元素，同时也是增加电阻率降低铁损的合金元素。当适当地加入Co时，可以进一步获得所述效果。如果Co加入量过多，则奥氏体相变量增加，可能对微细组织、析出物和织构产生不良影响。因此，当加入Co时，可以包含0.1重量％以下。更具体地，可以包含0.005至0.05重量％。
Ni、Mo也可以将上限限制为0.1重量％。
余量包含铁(Fe)。另外，可以包含不可避免的杂质。不可避免的杂质是炼钢和取向电工钢板的制造过程中不可避免混入的杂质。不可避免的杂质是众所周知的，因此省略具体描述。在本发明的一个实施例中，除了前述的合金成分之外，并不排除加入其他元素，在不影响本发明的技术思想的范围内，可以包含各种元素。当进一步包含附加元素时，替代余量的Fe中的一部分。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的制造方法，其包含：对板坯进行热轧，以制造热轧钢板的步骤；卷取热轧钢板的步骤；将卷取的热轧钢板直接冷却，并进行冷轧制成冷轧钢板的步骤；对冷轧钢板进行一次再结晶退火的步骤；以及对一次再结晶退火后的冷轧钢板进行二次再结晶退火的步骤。
下面按照各步骤具体描述。
首先，对板坯进行热轧，以制造热轧钢板。关于板坯的合金组分，因为已经描述过取向电工钢板的合金组分，因此省略重复描述。具体地，以重量％计，板坯可以包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.001至0.04％、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且可以满足以下式1。
[式1]
0.038×[Si]-0.069–[N]≤[C]≤0.038×[Si]-0.069+[N]
在式1中，[Si]、[N]和[C]分别表示板坯中Si、N和C的含量(重量％)。
再回到对制造方法的描述，在制造热轧钢板的步骤之前，还可以包含将板坯加热到1300℃以下的步骤。
接下来，对板坯进行热轧，以制造热轧钢板。热轧钢板的厚度可为5mm以下。
然后，卷取热轧钢板。
接下来，将卷取的热轧钢板直接冷却，并进行冷轧制成冷轧钢板。
在本发明的一个实施例中，直接冷却是指卷取热轧钢板后不实施从外部加热的热处理。也就是说，省略热轧板退火工艺。热轧后进行酸洗处理，以去除热轧氧化皮。当进行酸洗处理时，可以在酸洗处理前后进行喷丸清理(shot blasting)，也可以不进行喷丸清理。
制造冷轧钢板的步骤可以实施一次冷轧或者可以实施包含中间退火的两次以上的冷轧。具体地，可以由对热轧钢板进行一次冷轧的步骤完成。
冷扎成冷轧钢板的厚度为0.65mm以下。另一方面，当实施冷轧时，冷轧压下率可为87％以上。这是因为，随着冷轧压下率增加，高斯织构的聚集度会增加。但是，也可以采用低于上述冷轧压下率的冷轧压下率。
接下来，对冷轧板进行一次再结晶退火。此时，一次再结晶退火步骤可以包含脱碳步骤和渗氮步骤。脱碳步骤和渗氮步骤没有先后顺序。也就是说，可以在脱碳步骤后进行渗氮步骤、或者可以在渗氮步骤后进行脱碳步骤、或者可以同时进行脱碳步骤和渗氮步骤。在脱碳步骤中，可以脱碳成C含量为0.005重量％以下。更具体地，可以脱碳成C含量为0.003重量％以下。在渗氮过程中，可以渗氮成N含量为0.015重量％以上。
一次再结晶退火步骤的均热温度可为840℃至900℃。即使在低于840℃的温度或高于900℃的温度下实施一次再结晶退火，对发挥本发明中提出的功能也没有问题。
在一次再结晶退火步骤之后，可以将退火隔离剂涂覆在钢板上。退火隔离剂是众所周知的，因此省略详细描述。作为一个实例，可以使用MgO作为主成分的退火隔离剂。
接下来，对一次再结晶退火后的冷轧板进行二次再结晶退火。
二次再结晶退火的目的大致在于，通过二次再结晶形成{110}<001>织构以及通过一次再结晶退火时形成的氧化层与MgO的反应形成玻璃质膜层，以赋予绝缘性，并去除不利于磁特性的杂质。通过二次再结晶退火的方法，在发生二次再结晶前的升温段用氮气和氢气的混合气体保持，以保护作为晶粒生长抑制剂的氮化物，使得二次再结晶顺利发达，当完成二次再结晶后，均热步骤中在100％的氢气环境下长时间保持，以去除杂质。
二次再结晶退火步骤可以是在900℃至1210℃的温度下完成二次再结晶。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其铁损和磁通密度特性特别优异。根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其磁通密度(B8)可为1.85T以上，铁损(W17/50)可为1.10W/kg以下。此时，磁通密度B8是在800A/m的磁场下感应的磁通密度的大小(Tesla)，铁损W17/50是在1.7Tesla和50Hz条件下感应的铁损的大小(W/kg)。更具体地，根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其磁通密度(B8)可为1.90T以上，铁损(W17/50)可为1.00W/kg以下。
在下文中，将描述本发明的具体实施例。然而，下述实施例只是本发明的一个具体实施例而已，本发明不限于下述实施例。
实施例1
将钢组分真空熔炼后制成钢锭，以重量％计，所述钢组分包含2.8％的Si、0.09％的Mn、0.026％的Al、0.003％的N、0.004％的S、0.02％的Sb、0.05％的Sn、0.03％的P、0.03％的Cr和如表1所示改变含量的C，余下成分包含余量的Fe和其他不可避免含有的杂质，接着加热到1250℃的温度后，再热轧成厚度为3.0mm厚度，然后进行酸洗处理，并进行卷取。然后，在不进行热处理的情况下，一次冷轧成厚度为0.30mmt，对冷轧后的板材在860℃的温度下以及在潮湿的氢气、氮气和氨气混合气体环境下同时进行脱碳氮化退火热处理，以使碳含量达到30ppm，氮含量达到190ppm。接着，钢板上涂覆退火隔离剂MgO后进行最终退火热处理，最终退火热处理是在氮气25vol％和氢气75vol％的混合气体环境下加热至1200℃，达到1200℃后，在氢气100％的环境下保持10小时以上后进行炉冷。根据C含量的磁特性的测量值如表1所示。
在二次再结晶退火后，将表面的氧化层全部去除，然后将表面研磨约100μm制作复制(replica)试样，对通过TEM拍摄的照片实施图像分析，从而可以测出析出物的平均粒径。
对于二次再结晶发生与否，晶粒粒径为1mm以下的晶粒的面积分数大于10％时，判断为二次再结晶不稳定地发生或者没有发生，并表示为X。
[表1]
Figure BDA0003704073580000151
如表1所示，发明材料和比较材料的铁损为1.102W/kg和1.603W/kg，偏差分别为0.02W/kg和0.14W/kg，可以看出，与比较材料相比，满足式1的发明材料具有良好且稳定的铁损。另一方面，对于磁通密度，发明材料和比较材料分别为1.90Tesla和1.81Tesla，其偏差分别为0.022Tesla和0.035Tesla，可以确认，满足式1的发明材料也具有良好且稳定的磁通密度。此外，可以确认，比较材料的析出物平均粒径为84至140nm，而发明材料满足5至50nm。
分析结果，析出物包含AlN、(Al,Si,Mn)N和MnS、CuS。
可以确认这是因为最终产品中残留的析出物的尺寸减小对磁特性的影响减小而产生的效果。
实施例2
将钢组分真空熔炼后制成钢锭，以重量％计，所述钢组分包含0.09％的Mn、0.027％的Al、0.004％的S、0.02％的Sb、0.07％的Sn、0.03％的P、0.04％的Cr和如表2所示改变含量的Si、C、N，余下成分包含余量的Fe和其他不可避免含有的杂质，接着加热到1150℃的温度后，再热轧成厚度为2.3mm。然后，进行酸洗处理，在不进行热处理的情况下，一次冷轧成厚度为0.23mmt，对冷轧后的板材在850℃的温度下以及在潮湿的氢气、氮气和氨气混合气体环境下同时进行脱碳氮化退火热处理，以使碳含量达到30ppm，氮含量达到170ppm。接着，钢板上涂覆退火隔离剂MgO后进行最终退火热处理，最终退火热处理是在氮气25vol％和氢气75vol％的混合气体环境下加热至1200℃，达到1200℃后，在氢气100％的环境下保持10小时以上后进行炉冷。根据Si、C、N含量的高温退火后的磁特性以及每平方毫米的残留析出物的平均粒径的测量值如表2所示。
[表2]
Figure BDA0003704073580000161
如上表2所示，发明材料和比较材料的铁损为0.831W/kg和1.445W/kg，偏差分别为0.02W/kg和0.15W/kg，可以看出，与比较材料相比，满足式1的发明材料具有良好且稳定的铁损。另一方面，对于磁通密度，发明材料和比较材料分别为1.90Tesla和1.79Tesla，其偏差分别为0.01Tesla和0.028Tesla，可以确认，满足式1的发明材料也具有良好且稳定的磁通密度。此外，可以确认，比较材料的析出物平均粒径为81至148nm，而发明材料满足7至47nm。
分析结果，析出物包含AlN、(Al,Si,Mn)N和MnS、CuS。
可以确认这是因为最终产品中残留的析出物的尺寸减小对磁特性的影响减小而产生的效果。
实施例3
实施方式与发明材料11相同，比较了省略或实施热轧后热轧板退火的情形。
[表3]
Figure BDA0003704073580000171
如表3所示，可以确认，即使省略热轧板退火，也会与实施热轧板退火的情况对应地表现出磁性。
如图3和图4所示，可以确认，发明材料11和比较材料23完整地发生二次再结晶。尤其，在发明材料11的情况下，可以确认，即使省略热轧板退火，也会完整地发生二次再结晶。
另一方面，如图5和图6所示，可以确认，合金成分没有得到适当控制的比较材料11和比较材料12中没有完整地发生二次再结晶。亦即，可以确认，存在大量的粒径为1mm以下的晶粒。
本发明能以各种不同方式实施，并不局限于上述的实施方案/实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下能够通过其他具体方式实施本发明。因此，应该理解上述的实施方案/实施例在所有方面都是示例性的，并不是限制性的。

Claims (14)

1.一种取向电工钢板，其中，
以重量％计，所述钢板包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.005％以下且0％除外、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质，
所述钢板包含平均粒径为5nm至50nm的析出物，所述析出物包含AlN、(Al,Si)N、(Al,Si,Mn)N、Mns和CuS中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
晶粒粒径为1mm以下的晶粒的面积分数为10％以下。
3.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其还包含Al：0.005至0.030重量％。
4.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其还包含S：0.010重量％以下。
5.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其还包含P：0.0005至0.045重量％。
6.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其进一步包含Sb：0.1重量％以下。
7.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其还包含Co：0.1重量％以下、Ni：0.1重量％以下和Mo：0.1重量％以下中的一种以上。
8.一种取向电工钢板的制造方法，其包含：
对板坯进行热轧，以制造热轧钢板的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：2.0至4.0％、Mn：0.04至0.2％、N：0.010％以下且0％除外、Sb：0.01至0.05％、C：0.001至0.04％、Sn：0.03至0.08％和Cr：0.01至0.2％，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且满足以下式1；
卷取所述热轧钢板的步骤；
将卷取的所述热轧钢板直接冷却，并进行冷轧制成冷轧钢板的步骤；
对所述冷轧钢板进行一次再结晶退火的步骤；以及
对所述一次再结晶退火后的冷轧钢板进行二次再结晶退火的步骤，
[式1]
0.038×[Si]-0.069–[N]≤[C]≤0.038×[Si]-0.069+[N]
在式1中，[Si]、[N]和[C]分别表示板坯中Si、N和C的含量(重量％)。
9.根据权利要求8所述的取向电工钢板的制造方法，其中，
在所述制造热轧钢板的步骤之前，还包含将板坯加热到1300℃以下的步骤。
10.根据权利要求8所述的取向电工钢板的制造方法，其中，
在所述卷取步骤之后以及在制造冷轧钢板的步骤之前，不进行从钢板外部加热的热处理。
11.根据权利要求8所述的取向电工钢板的制造方法，其中，
所述制造冷轧钢板的步骤由对所述热轧钢板进行一次冷轧的步骤完成。
12.根据权利要求8所述的取向电工钢板的制造方法，其中，
所述一次再结晶退火步骤包含脱碳步骤和渗氮步骤，
在所述脱碳步骤后进行所述渗氮步骤，或者
在所述渗氮步骤后进行所述脱碳步骤，或者
同时进行所述脱碳步骤和所述渗氮步骤。
13.根据权利要求8所述的取向电工钢板的制造方法，其中，
在所述一次再结晶退火步骤之后，还包含涂覆退火隔离剂的步骤。
14.根据权利要求8所述的取向电工钢板的制造方法，其中，
所述二次再结晶退火步骤是在900℃至1210℃的温度下完成二次再结晶。
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