CN116635542A - 无取向电工钢板及其制造方法 - Google Patents

无取向电工钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，以重量％计，所述无取向电工钢板包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质。

Description

无取向电工钢板及其制造方法
技术领域
本发明的一实施方案提供一种无取向电工钢板及其制造方法。具体地，本发明的一实施方案通过适当添加Mo、Ti、Nb和V，并在最终退火后的冷却过程中控制在特定温度范围内的时间来抑制细小碳氮化物形成的无取向电工钢板及其制造方法。涉及一种磁性和强度都优异的无取向电工钢板及其制造方法。
背景技术
在将电能转换为机械能的电动机终主要使用无取向电工钢板。为了在能量转换过程终发挥高效率，需要更加改善电工钢板的特性。
特别是最近，随着代替内燃机的电动机驱动的环保汽车受到关注，作为电动机驱动用的芯材的无取向电工钢板的需求量不断增加。为此同时提高无取向性电工钢板的磁特性和强度的方法备受关注。
无取向电工钢的磁特性主要用铁损和磁通密度来评价。铁损是指在特定的磁通密度和频率下发生的能量损失，磁通密度是指在特定的磁场下获得的磁化程度。铁损越低，在相同条件下可以制造的能效高的电动机，磁通密度越高，电动机可越小型化或者可降低铜损。因此，制造具有低铁损和高磁通密度的无取向性电工钢板是重要的。通过使用具有这些特性的无取向电工钢板，可以制造出具有优异效率和扭矩的驱动电机，从而可以提高环保车辆的行驶里程和输出功率。
另一方面，无取向电工钢板的特性还应考虑电动机的运行条件。作为评价电动机用无取向电工钢特性的通用标准，广泛采用在50Hz商用频率下施加1.5T磁场时的铁损W15/50。但是，用于环保车辆的驱动电机的厚度为0.35mm以下的无取向电工钢板，在1.0T以下的低磁场和400Hz以上的高频下的磁特性往往很重要。在许多情况下，无取向电工钢板的特性是用W10/400铁损来评价的。
此外，用于环保车辆驱动用电动机的高效无取向电工钢板需要具备优异的强度和磁性。环保车辆用驱动电动机主要设计为永磁体被插入到转子的形式，为了使永磁体插入式电动机发挥出优异的性能，永磁体应位于转子外部，以便其尽可能靠近固定子。
然而，如果电工钢板的强度低，当电动机高速旋转时，被插入到转子的永磁体可能会因离心力而脱离。因此，需要高强度的电工钢板来确保电动机的性能和耐久性。
作为同时提高无取向电工钢板的磁性能和强度的常用方法是添加Si、Al或Mn等合金元素。通过添加这些合金元素来提高钢的比电阻，则可以降低涡流损耗，从而降低总铁损。
此外，合金元素被用作铁中的替代元素而被固溶，以产生强化效果以增加强度。
另一方面，随着Si、Al、Mn等合金元素添加量的增加，具有磁通密度降低，脆性增加的缺点。如果添加量超过一定量，则无法进行冷轧，无法进行商业生产。特别是电工钢板的厚度越薄，高频铁损越好，脆性导致的轧制性劣化成为致命的问题。
根据电动机的设计意图，有时会使用即使磁性能有所下降也是强度有所改善的电工钢板。作为制造此目的的电工钢板的方法，有利用间隙元素析出的方法和细化晶粒的方法。
为了通过电动机的小型化来提高转速或增加被插入到转子的永磁体的效果的时候，使用尽管电工钢板的磁性能略有下降也是强度显着提高的电工钢板制成的转子。
此时，当形成含有C、N、S等间隙型固溶元素的微细析出物时，虽然强度增加效果好，但铁损迅速恶化，反而会降低电机的效率.减小晶粒尺寸的方法的缺点在于，由于未再结晶部分的夹杂，增加了钢板材料的不均匀性，从而增加了批量生产的产品的质量偏差。
为了解决上述问题，有一种通过控制最终退火工序的冷却速度来制造同时提高磁性和强度的无取向电工钢板的方法。但是，该方法制造的钢板存在因未再结晶部混杂而材质不均匀的问题，难以应用于大批量生产工艺中。
此外，以往提出的同时提高磁性和强度的技术大多因制造成本增加、生产性和收率下降或改善效果不佳而被忽视。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的一实施例提供一种无取向电工钢板及其制造方法。具体地，本发明的一实施方案通过适当添加Mo、Ti、Nb和V，并在最终退火后的冷却过程中控制在特定温度范围内的时间来抑制细小碳氮化物形成的无取向电工钢板及其制造方法。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，以重量％计，所述无取向电工钢板包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质，
满足下式1。
[式1]
1.75≤([Mo]+[Ti]+[Nb]+[V])/([C]+[N])≤4.00
(式1中，[Mo]、[Ti]、[Nb]、[V]、[C]和[N]各自表示Mo、Ti、Nb、V、C和N的含量(重量％)。)
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，平均晶粒直径为55至80μm，
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，粒径50nm以下的碳化物、氮化物、碳氮化物中的至少一种的分布密度为0.5个/mm2以下。
通过下面的式2计算的值为500至2000。
[式2]
[平均晶粒直径(μm)]2×[晶粒直径为50nm以下的碳化物、氮化物、碳氮化物中的至少一种的分布密度(pcs/mm2)]
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，进一步包含Sn：0.015至0.1重量％、Sb：0.015至0.1重量％、P：0.005至0.05重量％中的至少一种。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，进一步包含Cu：0.05重量％以下、B：0.002重量％以下、Mg：0.005重量％以下、Zr：0.005重量％以下中的至少一种。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，电阻率为50μΩ·cm以上。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，密度为7.55g/cm3以上。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)440MPa以上。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)为上屈服强度(ReH)的98.5％以上。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板的制造方法包含，制造板坯的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质，满足下式1，对板坯进行热轧以制造热轧板的步骤；对热轧板进行冷轧以制造冷轧板的步骤；以及对所述冷轧板进行最终退火的步骤。
[式1]
1.75≤([Mo]+[Ti]+[Nb]+[V])/([C]+[N])≤4.00
(式1中，[Mo]、[Ti]、[Nb]、[V]、[C]和[N]各自表示Mo、Ti、Nb、V、C和N的含量(重量％)。)
所述最终退火步骤包括在910至1000℃的均热温度下进行均热的步骤，以及在25秒内从均热温度冷却至600℃的冷却步骤。
进一步包含在制造热轧板的步骤之后，在850至1150℃的温度下对热轧板进行退火的步骤。
最终退火步骤是在氢气(H2)和氮气(N2)混合的气氛中进行退火。
(三)有益效果
根据本发明的一个实施例，通过提供一种同时提高磁性和强度的无取向电工钢板，有助于提高环保车辆的驱动电机的性能。
附图说明
图1是本发明的一个实施方案的最终退火工艺中的温度示意图。
图2是用钢种B1测定的截面的TEM照片。
图3是用钢种B3测定的截面的TEM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、要素和/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分和/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。
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。
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。
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无取向电工钢板，以重量％计，所述无取向电工钢板包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质，
下面说明无取向电工钢板的成分限制理由。
Si：3.3至4.0重量％
硅(Si)增加材料的电阻率，降低铁损，并通过固溶强化提高强度。如果Si的添加量过少，则改善铁损和强度的效果可能不充分。当Si的添加量过多时，因材料的脆性增加，而轧制生产率迅速下降，并且存在形成对磁性有害的氧化层和表层氧化物的问题。因此，可包含3.3至4.0重量％的Si。更具体地，可包含3.4至3.6重量％的Si。
Al:0.40至1.50重量％
铝(Al)发挥增加电阻率降低铁损的重要作用，并有通过固溶强化而提高强度的作用。如果Al的添加量过少，则由于形成微细的氮化物，或者无法致密地形成表面氧化层，而难以获得改善磁力的效果。如果Al的添加量过多，则可能过度形成氮化物并且可能劣化磁性，在炼钢和连铸等所有过程中引起问题，而降低生产率。因此，可包含0.4至1.5重量％的Al。更具体地，可包含0.5至1.0重量％。
Mn:0.20至1.00重量％
锰(Mn)发挥由增加电阻率而改善铁损和形成硫化物的作用。如果Mn添加量过少，则形成微细的MnS而引起磁性劣化，如果Mn添加量过多，则析出过多的微细MnS，促进了对磁性不利的{111}织构的形成，导致磁通密度迅速下降。因此，可包含0.2％至1.0重量％的Mn。更具体地，可包含0.30至0.70重量％。
C:0.0015至0.0040重量％
碳(C)引起磁时效并与其他杂质元素结合形成碳化物，降低磁性，阻碍位错滑移，发挥提高强度的作用。
如果添加的C过少，则存在强度改善效果不充分的问题。若C含量过多，则存在由于细微碳化物的增加而导致磁性劣化的问题，
因此，可包含0.0015至0.0040重量％的C。更具体地，可包含0.0020至0.0038重量％。
N:0.0005至0.0020重量％
氮(N)不仅在钢板内部形成微细的AlN析出物，而且与其他杂质结合形成微细析出物而抑制晶粒的生长，使铁损恶化，另一方面具有提高强度的作用。如果添加的氮过少，则可能无法充分提高强度。如果添加的氮过多，则微细的氮化物增多，使铁损急剧恶化。因此，可包含0.0005至0.0020重量％的N。具体地，可包含0.0008至0.0018重量％。
S:0.0005至0.0025重量％
硫(S)形成微细的析出物MnS，劣化磁特性，劣化热加工性，因此最好控制在低含量。然而，如果添加的S过少，则磁通密度可能会降低。因此，可包含0.0005至0.0025重量％的S。具体地，可包含0.0010至0.0023重量％。
Mo:0.0050至0.0100重量％
钼(Mo)在退火过程中偏析在晶界以抑制对磁性有害的{111}织构的发达，并通过在冷却过程中形成细小的碳化物来提高强度。
如果Mo添加量过少，其效果甚少，如果Mo添加量过多，则促使碳化物的形成而劣化磁性。因此，可包含0.005至0.01重量％的Mo。具体地，可包含0.0060至0.0090重量％。
Ti、Nb、V：分别为0.0005至0.0020重量％
钛(Ti)、铌(Nb)、钒(V)在钢中有很强的析出倾向，
通过在母材内部形成微细的碳化物、氮化物或硫化物来抑制晶粒生长和畴壁移动，从而劣化铁损。因此，需要适当调整Ti、Nb、V的上限。另一方面，如果它们的含量过少，则电工钢板的强度可能显着降低。因此，可分别包含0.0005至0.0020重量％的Ti、Nb和V。具体地，可包含0.0007至0.0018重量％。
Ti+Nb+V:0.0030至0.0050重量％
如上所述，Ti、Nb、V起到提高强度的作用，因此优选包含合计量0.0030重量％以上。当它们的含量过多时，形成微细的碳化物、氮化物或硫化物，抑制晶粒生长和畴壁移动，从而使铁损劣化。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，满足下式1。
[式1]
1.75≤([Mo]+[Ti]+[Nb]+[V])/([C]+[N])≤4.00
(式1中，[Mo]、[Ti]、[Nb]、[V]、[C]和[N]各自表示Mo、Ti、Nb、V、C和N的含量(重量％)。)
当满足公式1时，可以最少化微细碳氮化物的形成。即，在1.75至4.00的范围内时，微细的碳氮化物的生成受到抑制，可最少化碳氮化物的分布密度，因此能够在此范围内进行管理。如果式1值过低，可能在强度方面存在问题。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，可进一步包含Sn：0.015至0.1重量％、Sb：0.015至0.1重量％、P：0.005至0.05重量％中的至少一种。
Sn、Sb:各个0.015至0.100重量％
锡(Sn)和锑(Sb)在钢板的表面和晶界偏析以抑制在退火过程中的表面氧化。并阻碍元素通过晶界的扩散，阻止{111}//ND取向再结晶，改善织构。如果添加的Sn和Sb过少，则上述效果可能不充分。当添加过多的Sn和Sb时，由于晶界偏析增加而导致韧性降低，因此与磁性改善相比生产率可能降低。因此，可进一步各个包含0.015至0.100重量％的Sn和Sb。具体地，各包含0.020至0.075重量％。
P:0.005至0.050重量％
磷(P)在钢板的表面和晶界偏析以抑制在退火过程中的表面氧化。并阻碍元素通过晶界的扩散，阻止{111}//ND取向再结晶，改善织构。如果添加的P过少，则上述效果可能不充分。如果添加的P过多，热加工性能可能会降低，与磁性改善相比，生产率可能会降低。因此，可包含0.005至0.050重量％的P。具体地，可包含0.0007至0.045重量％的P。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，可进一步包含Cu：0.05重量％以下、B：0.002重量％以下、Mg：0.005重量％以下、Zr：0.005重量％以下中的至少一种。
Cu：0.05重量％以下
铜(Cu)是在高温下能够形成硫化物的元素，大量添加时在制造板坯时成为导致表面缺陷的原因的元素。
因此，当进一步包含Cu时，其可以包含0.05重量％以下的Cu。具体地，可包含0.001至0.05重量％。
B:0.002重量％以下、Mg:0.005重量％以下以及Zr:0.005重量％以下
B、Mg、Zr是对磁性产生不良影响的元素，可进一步包含以上述范围内的含量。
余量包含Fe和不可避免的杂质。不可避免的杂质是炼钢步骤和取向电工钢板的制造工艺过程中混入的杂质，这些杂质是所属领域中众所周知的，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无取向电工钢板的平均晶粒直径为55至80μm。如果平均晶粒直径过小，铁损可能会变差。如果平均晶粒直径过大，强度可能会变弱。更具体地，平均晶粒直径可为58至75μm。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，粒径为50nm以下的碳化物、氮化物和碳氮化物中的至少一种的密度为0.5个/mm2以下。
在本发明的一个实施例中可以通过以下方法尽可能地降低碳化物、氮化物或碳氮化物(以下也统称为“碳氮化物”)的密度。控制包含一定量以上的Mo、Ti、Nb、V、C和N，相对于C、N含量适当添加Mo、Ti、Nb和V，以及调节最终退火工艺中的冷却时间。
碳氮化物粒径的下限可以为5nm。粒径小于上述粒径的碳氮化物可能对磁性没有实质影响。晶粒直径可以是下述圆的晶粒直径。所述圆是指当观察钢板时，假定具有与碳氮化物的面积相同的面积的假想圆。碳氮化物的测定面可以是表面(ND面)，也可以是截面(TD面、RD面)。可以使用TEM观察碳氮化物。碳氮化物是指相对于钢板的母材C和/或N的含量高的粒子状部分。
碳氮化物的分布密度可以为0.5个/mm2以下。具体地，可以为0.05至0.50个/mm2。更具体地，可以为0.10至0.40个/mm2。当同时包含碳化物、氮化物或碳氮化物时，分布密度是它们的总和。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，通过下面的式2计算的值为500至2000。
[式2]
[平均晶粒直径(μm)]2×[晶粒直径为50nm以下的碳化物、氮化物、碳氮化物中的至少一种的分布密度(pcs/mm2)]
当式2的值满足500至2000时，可以在提高磁性的同时提高强度。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，电阻率为50μΩ·cm以上。具体地，53μΩ·cm以上。更具体地，58μΩ·cm以上。虽然没有没有特别限制上限，但可以为100μΩ·cm以下。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，密度可以为7.55g/cm3以上。在本发明的一个实施例中，可以获得改善的强度同时具有适当的密度。具体地，密度可以是7.55至8.00g/cm3。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，同时具有优异的强度和磁性。具体地，根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，可具有440MPa以上的0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)。电动机高速旋转时，沿电动机由内向外的方向会受到很大的应力。特别是在永磁插入式电动机的情况下，通过将永磁体布置在转子的末端可以提高效率。当使用具有低屈服强度的电工钢板时，插入到转子中的永磁体在电动机旋转时由于离心力而导致转子末端部地变形和破坏，这可能导致耐久性问题。因此，钢板的机械特性很重要，这可以通过0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)来确认。更具体地，0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)可为440至460MPa。
另外，在本发明的一实施例中，与施加张力前相比，即使施加张力也是屈服强度的降低较少，因此即使电动机高速旋转也能够维持电动机的强度。
具体地，0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)可以是上屈服强度(ReH)的98.5％以上。更具体地，0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)可以是上屈服强度(ReH)的98.5％至99.9％。屈服强度可以根据ISO6892标准通过使用平行部长度为80mm的试样进行拉伸试验并分别在0.2％张力或无张力下测量屈服强度的方式来进行测量。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板，可具有1.66T以上的磁通密度(B50)。此时B50表示在5000A/m的磁场中感应出的磁通密度。更具体地，磁通密度(B50)可为1.67至1.70T。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板的铁损(W10/400)可以为12.0W/kg以下。W10/400是指在400Hz的频率下感应出1.0T的磁通密度时的铁损。更具体地，铁损(W10/400)可为10.5至11.5W/kg。铁损的测量标准厚度可以为0.30mm。
根据本发明的一个实施例的无取向电工钢板的制造方法包含：制造板坯的步骤；对板坯进行热轧以制造热轧板的步骤；对热轧板进行冷轧以制造冷轧板的步骤；以及对所述冷轧板进行最终退火的步骤。
以下，对各步骤进行详细说明。
首先，制造板坯。
至于板坯的合金成分，前面已经描述了无取向电工钢板的合金成分，因此省略重复描述。无取向电工钢板的制造过程中合金成分没有实质变化，因此无取向电工钢板和板坯的合金成分实际相同。
具体地，以重量％计，所述板坯包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质，满足下式1，
[式1]
1.75≤([Mo]+[Ti]+[Nb]+[V])/([C]+[N])≤4.00
(式1中，[Mo]、[Ti]、[Nb]、[V]、[C]和[N]各自表示Mo、Ti、Nb、V、C和N的含量(重量％)。)
可以通过本领域已知的工艺来执行板坯制造工艺。
板坯制造过程可以通过本领域已知的过程来进行。
在制造板坯之后，可以加热板坯。
具体地，可以将板坯装入加热炉中，加热至1200℃以下的温度。板坯加热温度过高时，存在于板坯中的AlN、MnS等析出物再溶解，在热轧和退火时微细地析出，抑制晶粒生长，使磁性劣化。
接着，通过对板坯进行热轧来制造热轧板。热轧板的厚度可以为2至2.3mm。在制造热轧板的步骤中，终轧温度可以为800℃以上。具体地，可以为800～1000℃。热轧板可以在700℃以下的温度下卷取。
在制造热轧板的步骤之后，还可以包括对热轧板进行退火的步骤。此时，热轧板退火温度可以为850至1150℃。热轧板退火温度过低，组织不生长或生长细小，冷轧后退火时不易获得有利于磁性的织构。
如果退火温度过高，则晶粒可能过度生长并且板的表面缺陷可能变得过多。热轧板退火是根据需要为了提高对磁性有利的取向性而进行的，其可以省略。可以对退火的热轧板进行酸洗。更具体地，热轧板退火温度可以为950至1150℃。
接着，对热轧板进行冷轧，制造冷轧板。此时，可以把压下率调整为70％至85％来进行压下。根据需要，冷轧步骤可以包括一个冷轧步骤或包括两个以上地冷轧步骤并在其间插入中间退火的步骤。此时，中间退火温度可以为850至1150℃。冷轧板的厚度可以为0.10至0.35mm。
接着，对冷轧板进行最终退火。在对冷轧板进行退火的过程中，只要是通常适用于无取向电工钢板的温度，其对退火温度没有特别限制。
无取向电工钢板的铁损与晶粒直径密切相关，因此可在910至1000℃的均热温度(Tmax)下进行退火。此时，均热温度是指几乎没有温度波动的状态。此外，可以以100秒以下的短时间的均热时间进行退火。
然后，在25秒(t)内从均热温度(Tmax)冷却至600℃。通过以如此短的时间进行冷却，能够最大限度抑制微细的碳氮化物的生成，能够抑制晶粒的不规则生长。更具体地，在15到23秒(t)内从均热温度(Tmax)冷却至600℃。
图1是本发明的一个实施例的均热温度和冷却时间(t)示意图。
最终退火步骤可以是在氢气(H2)和氮气(N2)混合的气氛中进行退火。具体地，退火可以在含有5至40体积％的氢和60％至95体积％的氮的气氛中进行。在上述气氛中进行退火，具有可防止在高温下形成、对磁性有害的细小氧化物的优点。
在最终退火过程中，形成的平均晶粒直径可以为55至80μm，并且在之前的冷轧步骤中形成的所有加工组织(即，99％以上)都可以再结晶。
在最终退火之后，可以形成绝缘膜。所述绝缘膜可以用有机、无机和有机/无机复合膜层处理，也可以用其他绝缘膜进行处理。
在下文中，将通过实施例更详细地描述本发明。然而，这些实施例只是意在例示本发明，本发明不限于本文所述的实施例。
实施例1
根据表1以及余量包括Fe和不可避免的杂质的成分制备板坯。
将该板坯加热至1,150℃并在880℃的精轧温度下进行热轧以制备厚度为2.0mm的热轧板。热轧后的热轧板在1020℃下退火100秒，然后冷轧至0.25mm的厚度。将其在表2的温度下进行100秒的最终退火。
各试样的式1的计算值、最终退火时从均热温度冷却至600℃的冷却时间、直径50nm以下的(Mo、Ti、Nb、V)(C、N)析出物的分布密度、平均晶粒直径、上屈服强度(ReH)、0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)、Rp0.2/ReH和磁性能示于表2。
各成分的含量通过ICP湿法分析法测定。
从最高温度到600℃的冷却时间是通过将TC附着在试样表面直接测量板温来测量所需时间。
通过复制法制备TEM样品并在高倍率下观察0.5mm2以上的面积，当发现直径为50nm以下、并且包含有Mo、Ti、Nb和V中的一种的碳化物或氮化物时，通过将其数量除以观察面积来计算分布密度。
晶粒直径，通过抛光和蚀刻试样在轧制垂直方向的截面，并用光学显微镜拍摄足以包含1500个以上晶粒的区域，计算(测量面积÷晶粒个数)^0.5。
屈服强度，符合ISO6892标准，采用平行部长度为80mm的试样进行拉伸试验，并显示其结果值。
磁通密度和铁损等磁性能，每块试样切割成60mm宽×60mm长×5片试片，用单片试验机(single sheet tester)测量轧制方向和轧制垂直方向，以平均值为磁通密度和铁损。
【表1】
【表2】
【表3】
如表1至表3所示，适当调整合金成分、缩短最终退火时的冷却时间的发明例，由于碳氮化物的分布和粒度控制得当。确认具有440MPa以上的高Rp0.2和优异的磁特性。
并确认在A1、D2中，由于式1的值过小，其强度特性较差。
B2和C2因式1值过大，导致大量碳氮化物生成，磁性变差。
可以确认B1和C1因冷却时间过长，生成大量碳氮化物，磁性变差。
可以确认A2因均热温度过高，晶粒大，强度特性较差。
可以确认D1的均热温度过低，晶粒形成过小，强度和磁性均较差。
可以确认D5和D6的Mo、Ti、Nb、V含量低，强度和磁性较差。
本发明能以各种不同方式实施，并不局限于上述的实施例，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例在所有方面都是示例性的，并不是限制性的。

Claims (11)

1.一种无取向电工钢板，其中，
以重量％计，所述无取向电工钢板包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质，
满足下式1，
平均晶粒直径为55至80μm，
粒径50nm以下的碳化物、氮化物、碳氮化物中的至少一种的分布密度为0.5个/mm2以下，
[式1]
1.75≤([Mo]+[Ti]+[Nb]+[V])/([C]+[N])≤4.00
式1中，[Mo]、[Ti]、[Nb]、[V]、[C]和[N]各自表示Mo、Ti、Nb、V、C和N的含量(重量％)。
2.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
通过下面的式2计算的值为500至2000，
[式2]
[平均晶粒直径(μm)]2×[晶粒直径为50nm以下的碳化物、氮化物、碳氮化物中的至少一种的分布密度(pcs/mm2)]。
3.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
进一步包含Sn：0.015至0.1重量％、Sb：0.015至0.1重量％、P：0.005至0.05重量％中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
进一步包含Cu：0.05重量％以下、B：0.002重量％以下、Mg：0.005重量％以下、Zr：0.005重量％以下中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
电阻率为50μΩ·cm以上。
6.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
密度为7.55g/cm3以上。
7.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)440MPa以上。
8.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，
0.2％偏移屈服强度(Rp0.2)为上屈服强度(ReH)的98.5％以上。
9.一种无取向电工钢板的制造方法，其中，
所述制造方法包含：制造板坯的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：3.3至4.0％、Al：0.4至1.5％、Mn：0.2至1.0％、C：0.0015至0.0040％、N:0.0005至0.0020％、S:0.0005至0.0025％、Mo:0.005至0.01％、Ti:0.0005至0.0020％、Nb:0.0005至0.0020％以及V:0.0005至0.0020％，余量包含Fe和不可避免的杂质，满足下式1，
对板坯进行热轧以制造热轧板的步骤；
对热轧板进行冷轧以制造冷轧板的步骤；以及
对所述冷轧板进行最终退火的步骤，
所述最终退火步骤包括在910至1000℃的均热温度下进行均热的步骤，以及在25秒内从均热温度冷却至600℃的冷却步骤，
[式1]
1.75≤([Mo]+[Ti]+[Nb]+[V])/([C]+[N])≤4.00
式1中，[Mo]、[Ti]、[Nb]、[V]、[C]和[N]各自表示Mo、Ti、Nb、V、C和N的含量(重量％)。
10.根据权利要求9所述的无取向电工钢板的制造方法，其中，
进一步包含在制造热轧板的步骤之后，在850至1150℃的温度下对热轧板进行退火的步骤。
11.根据权利要求9所述的无取向电工钢板的制造方法，其中，
最终退火步骤是在氢气(H2)和氮气(N2)混合的气氛中进行退火。
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