CS253953B1 - Způsob výroby magneticky měkkých ocelových plechů nebo pásů - Google Patents

Abstract

Způsob snížení mezioperačních křehkosti při výrobě magneticky měkkých ocelových plechů nebo pásů s vysokou magnetickou indukcí. Výchozí ocel obsahující maximálně 4,5 hmotnostních % součtu obsahu křemíku a hliníku, maximálně 0,5 hmotnostních % manganu a nezbytné nečistoty, ocel se odlévá, válcuje za tepla a za studená a nakonec žíhá řekrystalizačně, přičemž v postupu výroby je zařazeno rafinační žíhání za tepla válcovaného pásu nebo za studená válcovaného pásu před poslední etapou válcování za studená, které se provede na teplotu 900 °C až 1300 °C po dobu 1 minuty až 50 hodin s ochlazením do teploty 400 °C rychlostí maximálně 200 °C za hodinu, přičemž oelé žíhání se provede v atmosféře čistého vodíku s teplotou rosného bodu nižší než, 0 °C a/nebo se provede v dusíkové, dusíkovodíkové atmosféře s teplotou rosného bodu nižší než + 10 °C po dobu ohřevu na teplotu žíhání a/nebo po dobu ochlazování z teploty 900 °C na teplotu 700 °C.

Description

Vynález se týká způsobu výroby magneticky měkkých ocelových plechů nebo pásů s vysokou magnetickou indukcí.

Magneticky měkké ocelové plechy nebo pásy se vyrábějí různými způsoby, v závislosti na složení výchozí oceli a požadovaných magnetických vlastnostech hotového výrobku. Výchozí ocel obsahující zpravidla maximálně 4,5 hmotnostních % součtu křemíku a hliníku, maximálně 0,5 hmotnostních % manganu a nezbytné nečistoty, se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla moří, válcuje za studená v jedné nebo více etapách s mezižíháním a konečně žíhá rekrystalizačně. Podle jiného postupu se zařazuje za etapu válcování za tepla nebo před poslední etapu válcování za studená, kdy pás má tlouštku 1 mm až 5 mm, rafinační žíhání na teplotu 900 °C až 1300 °C po dobu 1 minuty až 50 hodin a toto žíhání je prováděno tak, že při ohřevu, výdrží na teplotě a ochlazování se udržuje v peci vakuum nebo ochranná atmosféře a ochlazování z teploty žíhání še provádí do teploty 400 °C rychlostí maximálně 200 °C za hodinu. Cílem tohoto žíhání je snížit obsah uhlíku a dusíku, případně síry a kyslíku v materiálu a omezit vyloučení jemných precipitátů, zejména velikosti do 0,1/Um. Takto rafinovaný pás má po zpracování na hotový výrobek vysokou magnetickou indukci a nízké měrné ztráty při přemagnetizaci, přičemž vlastnosti podél i napříč směru válcování se liší jen málo, takže výrobek patři do skupiny tak zvaných izotropních magneticky měkkých plechů nebo pásů.

Nevýhocteu výše uvedeného postupu je snížená plasticita pásu po rafinačním žíhání. V důsledku relativně vysokých teplot žíhání a případně ještě dlouhé doby setrvání na teplotě, dochází k růstu zrna materiálu, což již samo o sobě veda k výraznému zvýšení křehkosti pásu, vyjádřené například nulovým počtem ohybů při zkoušce střídavým ohybem. Ke sniž&vání plasticity dále přispívá skutečnost, že při pomalé rychlosti ochlazování dochází při poklesu rozpustnosti dusíku, uhlíku a síry v tuhém roztoku k vylučování nitridů, karbidů a sulfidů přednostně po hranicích zhrublých zrn. Vzhledem k velkému zrnu

253 953 materiálu stačí malá množství těchto nitridů, karbidů a sulfidů po hranicích zrn k výraznému zvýšeni křehkosti materiálu. Další nevýhodou uvedeného postupu je skutečnost, že část těchto karbidů, nitridů, případně také sulfidů se může při dalším zpracování materiálu válcováním za studená a žíháním znovu rozpouštět a při ochlazení vylučovat ve formě jemných nitridů, karbidů a sulfidů, které pak brání růstu zrna při konečném rekrystalizačním žíhání a v hotovém výrobku mohou přispívat k nežádoucímu zvýšení měrných ztrát při přemagnetizaci.

Uvedené nevýhody způsobu výroby magneticky měkkých ocelových plechů nebo pásů s vysokou magnetickou indukcí odstraňuje způsob podle vynálezu, kdy výchozí ocel o složení maximálně 4,5 hmotnostmích % součtu obsahu křemíku a hliníku, z toho maximálně 4,0 hmotnostních % křemíku a maximálně 1,5 hmotnostních % hliníku, maximálně 0,5 hmotnostních % manganu, maximálně 0,020 hmotnostních % dusíku, maximálně 0,10 hmotnostních % uhlíku, maximálně 0,050 hmotnostních % kyslíku, maximálně 0,050 hmotnostních % síry, zbytek železo a nezbytné nečistoty, se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla, moří, válcuje za studená v jedné nebo více etapách s mezižíháním a konečně žíhá rekrystalizačně, přičemž v postupu výroby je zařazeno rafinační žíhání za tepla válcovaného plechu nebo pásu nebo za studená válcovaného plechu nebo pásu před poslední etapou válcování za studená, k0y pás nebo plech má tlouštku 1 mm až 5 mm. Toto rafinační žíhání se provede na teplotu 900 °C až 1300 °C po dobu 1 minuty až 50 hodin, načež se pás ochlazuje do 400 °C rychlostí maximálně 200 °C za hodinu, přičemž ohřev, výdrž na teplotě a ochlazováni se provede v atmosféře sušeného vodíku s teplotou rosného bodu nižší než O °C. Z důvodu úspory spotřeby vodíkové atmosféry se může vodík nahradit levnější dusíkovodíkovou nebo dusíkovou atmosférou s teplotou rosného bodu nižší než +10 °C po celou dobu nebo část doby ohřevu a nebo po dobu nebo část doby ochlazování z teploty 900 °C na teplotu 700 °C.

253 953

Výhody způsobu podle vynálezu spočívají v dokonalejší rafinaci dusíku, síry, případně kyslíku během výdrže na teplotě žíhání ve vodíkové atmosféře s teplotou rosného bodu nižší než 0 °C ve srovnání s vakuem nebo jinými zkoušenými ochrannými atmosférami a dále ve využití oduhličovacích účinků dusíkové nebo vodíkodusíkové atmosféry s teplotou rosného bodu nižší než + 10 °C k další rafinaci uhlíku při ohřevu a nebo ochlazování. Tímto postupem se zcela zamezí precipitaci nitridů, karbidů, případně sulfidů a oxidů po hranicích zrn při ochlazování a plechy nebo pásy nejsou křehké a současně obsahují méně precipitátů působících jako inhibitory růstu zrna a překážky pohybu domén při magnetizaci. Další výhodou způsobu podle vynálezu je možnost snížení spotřeby nákladné sušené vodíkové atmosféry s teplotou rosného bodu nižší než 0 °C při rafinačním žíhání. Výzkumem bylo zjištěno, že pokud se po část nebo celou dobu ohřevu na teplotu žíháni a nebo po celou nebo část doby ochlazování z teploty 900 °C na teplotu 700 °C nahradí vodíková atmosféra atmosférou dusíkovodíkovou nebo dusíkovou s teplotou rosného bodu nižší než +10 °C, nedojde ke zhoršení rafinaee dusíku, síry a případně kyslíku, zato však dojde ke sníženi výrobních nákladů a lepšímu oduhličení.

□ako příklad je možno uvést, že za tepla válcovaný ocelový pás tlouštky 2,0 mm obsahující kromě železa 3,0 hmotnostních % křemíku, 0,1 hmotnostních % hliníku, 0,1 hmotnostních % manganu, 0, 010 hmotnostních % dusíku, 0,04 hmotnostních % dusíku, 0,04 hmotnostních % uhlíku, 0,003 hmotnostních % kyslíku a 0,010 hmotnostních % síry a další nezbytné nečistoty, se rafinačně žíhá na teplotě 1200 °C po dobu 20 hodin a pak se ochlazuje ná teplotu okolí,‘při čemž rychlost ochlazování do teploty 400 °C činí 50 °C za hodinu. Po celou dobu žíhání se v peci udržuje ochranná atmosféra vodíku s teplotou rosného bodu - 40 °C. Oinau výhodnější variantou je postup, kdy po dobu ohřevu na teplotu rafinaee se do pece zavádí ochranná atmosféra obsahující 75% vodíku a 25% dusíku s teplotou rosného bodu

253 953

- 20 °C, po dobu výdrže atmosféra čistého vodíku s teplotou rosného bodu - 40 °C a tato atmosféra se udržuje i při ochlazování do teploty 820 °C a při ochlazování pd 720 °C do teploty okolí, zatímco po dobu ochlazování z 820 °C na 720 °C se do pece zavádí atmosféra 5% vodíku a 95% dusíku s teplotou rosného bodu 0 °C.

Pás po žíhání má zrno velikosti 1 mm, přesto není křehký, nebot je prostý jakýchkoliv precipitátů po hranicích zrn a při zkoušce střídavým ohybem vydrží minimálně 2 ohyby. Další zpracování pásu až na konečný výrobek se provede známým postupem, například mořením, válcováním za ?tudena na tlouštku 0,5 mm a konečným rekrystalizačním žíháním na teplotě 950 °C po dobu 3 minut v ochranné atmosféře.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   253 953

   Způsob výroby magneticky měkkého ocelového plechu nebo pásu z výchozí oceli, obsahujíci maximálně 4,5 hmotnostních % součtu křemíku a hliníku, z toho maximálně 4,0 hmotnostních % křemíku a maximálně 1,5 hmotnostních % hliníku a dále obsahující maximálně 0,5 hmotnostních % manganu, maximálně 0,020 hmotnostních % dusíku, maximálně 0,10 hmotnostních % uhlíku, maximálně 0,050 hmotnostních % kyslíku, maximálně 0,050 hmotnostních % síry, zbytek železo a nezbytné nečistoty, odléváním této oceli do kokil nebo kontinuálně a dále válcováním za tepla, mořením, válcováním za studená v jedné etapě nebo více etapách s mezižíhánxm a konečně rekrystalizačním žíháním, přičemž v postupu výroby je zařazeno rafinační žíhání za tepla nebo za studená válcovaného plechu nebo pásu před poslední etapou válcování za studená, kdy plech nebo pás má tlouštku 1 mm až 5 mm, kteréžto rafinační žíhání se provede na teplotě 900 °C až 1300 °C po dobu 1 minuty až 50 hodin, načež ochlazování z teploty rafinačního žíhání sa provede do teploty 400 °C rychlostí maximálně 200 °C za hodinu, vyznačený tím, že ohřev, výdrž na teplotě rafinačního žíhání a ochlazování se provede v atmosféře čistého sušeného vodíku s teplotou rosného bodu nižší než 0 °C a /nebo se provede

   V.

   celý ohřev, Q část ohřevu na teplotu rafinačního žíháni a/nebo celé ochlazování, Či jen část ochlazování z teploty 900 °C na teplotu 700 °C v dusíkovodíkové nebo dusíkové atmosféře s teplotou rosného bodu nižší než + 10 °C.