CZ296442B6 - Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli - Google Patents

Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli Download PDF

Info

Publication number
CZ296442B6
CZ296442B6 CZ0060698A CZ60698A CZ296442B6 CZ 296442 B6 CZ296442 B6 CZ 296442B6 CZ 0060698 A CZ0060698 A CZ 0060698A CZ 60698 A CZ60698 A CZ 60698A CZ 296442 B6 CZ296442 B6 CZ 296442B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
strip
thickness
weight
annealing
carbon
Prior art date
Application number
CZ0060698A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ60698A3 (cs
Inventor
W. Schoen@Jerry
A. Dahlstrom@Norris
G. Klapheke@Christopher
Original Assignee
Armco Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Armco Inc. filed Critical Armco Inc.
Publication of CZ60698A3 publication Critical patent/CZ60698A3/cs
Publication of CZ296442B6 publication Critical patent/CZ296442B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1255—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • H01F1/14783—Fe-Si based alloys in the form of sheets with insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1266—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest between cold rolling steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

Predlozený vynález poskytuje zpusob výroby krystalove orientované elektrotechnické oceli s vynikajícími mechanickými a magnetickými vlastnostmi. Horkým postupem vyrobený pás mající tloustku 1,5 az 4,0 mm obsahuje 2,5 az 4,5 % kremíku, 0,1 az 1,2 % chromu, méne nez 0,050 % uhlíku, méne nez 0,005 % hliníku, az 0,1 % síry, az 0,14 % selenu, 0,01 az 1% manganu a dopocet tvorí zelezo a doprovodné necistoty, vse v procentech hmotnostních. Pás má merný objemový odpor .ro. alespon 45 .mi..OMEGA..cm, obsah uhlíku je alespon 0,010 %, takze je v horkým postupem vyrobeném pásu prítomen objemový podíl austenitu (.gama..sub.1150 .degree.C.n.) alespon 2,5%, a kazdý povrch pásu má izomorfní vrstvu o tloustce alespon 10 % celkové tloustky horkým postupemvyrobeného pásu. Pás se válcuje za studena na predbeznou tloustku, zíhá se, válcuje se za studena na konecnou tloustku a oduhlicuje se na méne nez 0,003 % uhlíku. Oduhlicený pás se pak povléká na alespon jednom povrchu zíhacím separacním povlakem a finálne se zíhá pro zpusobení rustu sekundárních krystalu. Elektrotechnická ocel má pomernou magnetickou permeabilitu prostredí .mi..sub.r.n. merenou pri intenzite magnetického pole H = 796 A/m alespon 1780.

Description

Oblast techniky
Předložený vynález se týká způsobu výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli z horkým postupem vyrobeného pásu za použití alespoň dvou válcování za studená. Horkým postupem vyrobený polotovar obsahuje například 2,5 až 4,5 % křemíku, 0,1 až 1,2 % chrómu, méně než 0,050 % uhlíku, méně než 0,005 % hliníku, má měrný objemový odpor p alespoň 45 μΩ-cm, alespoň 0,010 % uhlíku, takže jev pásu přítomen austenitický objemový podíl (yu5o°c) alespoň 2,5 %, a každý povrch pásu má izomorfní vrstvu mající tloušťku alespoň 10 % celkové tloušťky pásu.
Dosavadní stav techniky
Oceli pro elektrotechnické použití lze zhruba charakterizovat ve dvou třídách. Neorientované elektrotechnické oceli se připravují pro získání tabule s magnetickými vlastnostmi přibližně stejnými ve všech směrech. Tyto oceli sestávají ze železa, křemíku a/nebo hliníku pro dosažení vyššího měrného elektrického odporu ocelové tabule a tím menší ztráty v jádře. Neorientované elektrotechnické oceli mohou obsahovat také mangan, fosfor a další prvky obecně známé v oboru pro získání vyššího měrného objemového odporu, což snižuje ztráty v jádře, vznikající během magnetizace.
Krystalově orientované elektrotechnické oceli se připravují pro získání tabule s vysokým měrným objemovým odporem, mající vysoce směrované magnetické vlastnosti následkem vzniku preferované krystalové orientace. Krystalově orientované elektrotechnické oceli se dále rozlišují hodnotami vzniklých magnetických vlastnosti, použitými inhibitory růstu, a kroky výrobního procesu, které zajišťují požadované magnetické vlastnosti. Pravidelně (konvenční) krystalově orientované elektrotechnické oceli zpravidla obsahují křemík pro zajištění vyššího měrného objemového odporu a mají poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1880. Krystalově orientované elektrotechnické oceli s vysokou permeabílitou obsahují křemík pro zajištění vyššího měrného objemového odporu a mají poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1880. Měrný objemový odpor p komerčně vyráběných křemíkových krystalově orientovaných oceli je v rozmezí 45 až 50 μΩ.αη, při obsahu od 2,95 do 3,45 % křemíku vztaženo na železo a další nečistoty vyskytující se při použité metodě tavení a výroby oceli. Je také známo, že použití většího množství křemíku také vyžaduje více uhlíku pro udržení malého, avšak nezbytného, množství austenitu během výrobního procesu. Nicméně, tyto změny ve složení vedou k získáni pásu s horšími mechanickými vlastnostmi, k nárůstu fyzikálních těžkostí při výrobním procesu v důsledku větší křehkosti zapříčiněné vyšší úrovní obsahu křemíku a uhlíku.
Pravidelně krystalově orientované elektrotechnické oceli také zpravidla obsahují přísady manganu a síry (a popřípadě selenu) jako hlavní inhibitory růstu krystalů. Někdy jsou přítomny další prvky jako hliník, antimon, bor, měď, dusík a podobně, které mohou pro zajištění inhibice růstu krystalů doplňovat inhibitory tvořené sulfídy/selenidy manganu.
Pravidelně krystalově orientovaná elektrotechnická ocel může mít skleněný povlak, obvykle zvaný forsterit, nebo izolační povlak, obvykle zvaný sekundární povlak, nanesený na skleněný povlak nebo místo skleněného povlaku, nebo může mít sekundární povlak určený pro operace prostřihování či prorážení, kdy je požadováno vrstvení plechu bez skleněného povlaku, aby bylo zamezeno nadměrnému opotřebení. Obvykle se na povrch oceli nanáší před konečným vysokoteplotním žíháním oxid horečnatý. Ten primárně slouží jako žíhací separační povlak, nicméně, tyto povlaky mohou mít vliv také na vývoj a stabilitu růstu sekundárních krystalů během koneč
-1 CZ 296442 B6 ného vysokoteplotního žíhání, působit tvorbu povlaku forsteritu (nebo skla) na oceli a účinkovat při desulfurizaci oceli během žíhání.
Pro získání vysokého stupně krychlové orientace musí mít materiál strukturu rekrystalizovaných krystalů s požadovanou orientací před vysokoteplotní částí konečného žíhání a musí mít inhibitor růstu krystalů pro omezení růstu primárních krystalů při konečném žíhání dokud nenastane růst sekundárních krystalů. Velkou důležitost při vzniku magnetických vlastností elektrotechnické oceli má síla a úplnost růstu sekundárních krystalů. To záleží na dvou faktorech. Za prvé, je nezbytná jemná disperze částic sulfidu manganu či jiného inhibitoru, schopného omezit růst primárních krystalů v rozsahu teplot 535 až 925 °C. Za druhé, krystalová struktura a struktura oceli, jejího povrchu a vrstev blízkých povrchu musí zajišťovat podmínky vhodné pro sekundární růst krystalů. Vrstva blízká povrchu označuje oblast povrchu oceli, která je ochuzena o uhlík a má jednofázovou nebo izomorfní feritovou mikrostrukturu. Touto oblastí se v oboru rozumí povrchová oduhličená vrstva nebo, alternativně, je určena hranicí mezi izomorfní povrchovou vrstvou a polymorfními vnitřními vrstvami (obsahujícími směsné fáze feritu a austenitu nebo produkty jejich rozkladu), jako pásmo střihu a podobně. Role izomorfní vrstvy byla popsána v četných technických publikacích, v nichž je ukázáno, že sekundární krystaly s nejvyšší pravděpodobností silného růstu poskytující vysoký stupeň krychlové orientace krystalů ve finálně žíhané krystalově orientované elektrotechnické oceli jsou umístěny uvnitř izomorfních vrstev, nebo alternativně v blízkosti hranice mezi izomorfní povrchovou vrstvou a polymorfní vnitřní vrstvou. Zárodky krychlových krystalů, které mají dostatečně vhodné podmínky pro iniciování růstu sekundárních krystalů, spotřebovávají méně dokonale orientovanou fázi primárních krystalů.
Elektrotechnická ocel s pravidelně orientovanými krystaly se zpravidla vyrábí pomocí jednoho nebo více válcování za studená pro dosažení požadovaných magnetických vlastnosti. Typický způsob výroby elektrotechnické oceli s pravidelně orientovanými krystaly za použití dvou stupňů válcování za studená je zveřejněn v patentu US 5 061 326, na který se tímto odkazuje. Patent US 5 061 326 zveřejňuje použití vyššího obsahu křemíku pro zlepšení ztrát v jádře u krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí. Takové přídavky, mající v podstatě za následek zvětšení křehkosti materiálu, přispívají ke zhoršení fyzikálních vlastností a ke zvětšení obtíží ve výrobě.
Také byla požadována výroba krystalově orientované elektrotechnické oceli za použití jediného válcování za studená s malými ztrátami v jádře vyvolanými nárůstem měrného objemového odporu oceli. V patentu US 5 421 911, na který se tímto odkazuje, se uvádí, že chrom může být užitečným přídavkem do orientované elektrotechnické oceli vyrobené za použití jediného válcování za studená, za předpokladu splnění dalších požadavků procesu, přičemž složení je takové, že množství volného manganu a cínuje 0,030 % nebo méně, výchozí pás se žíhá, množství uhlíku je 0,025 % nebo více po žíhání a před studeným válcováním, objemový podíl austenitu (γπ5ο°ο) více než 7 % po žíhání a před studeným válcováním, a jako žíhacího separačního povlaku se použije povlaku síry.
Zároveň existuje dlouho pociťovaná potřeba řídit složení a výrobní proces pro zajištění inhibitoru růstu krystalů a vhodné mikrostruktury a textury nezbytné pro výrobu krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí, které mají jednotné a konzistentní magnetické vlastnosti. Také existuje dlouho pociťovaná potřeba získat krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel s vysokým stupněm orientace a s vysokou úrovní měrného objemového odporu za použití velkých přídavků chrómu místo nebo navíc k přídavku křemíku do krystalově orientované elektrotechnické oceli. Také existuje dlouho pociťovaná potřeba, získat krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel s růstem stabilních sekundárních krystalů.
-2CZ 296442 B6
Podstata vynálezu
Hlavním cílem vynálezu je poskytnout krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel obsahující křemík, chrom a vhodný inhibitor, vyráběnou za použití alespoň dvou válcování za studená, což vede k získání oceli se zlepšenými magnetickými vlastnostmi.
Dalším cílem vynálezu je poskytnout krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel obsahující křemík, chrom a vhodný inhibitor, s alespoň dvěma studenými válcováními pro získání jednotných a konzistentních magnetických vlastností.
Dalším cílem vynálezu je poskytnout krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel obsahující křemík, chrom a vhodný inhibitor, postupem s alespoň dvěma studenými válcováními, s vysokým stupněm krychlové orientace a s vysokou úrovní měrného objemového odporu za použití velkých přídavků chrómu místo nebo navíc k přídavku křemíku do krystalově orientované elektrotechnické oceli.
Dalším předmětem vynálezu je poskytnout krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel obsahující křemík, chrom a vhodný inhibitor, s alespoň dvěma studenými válcováními a s mikrostrukturou a texturou nezbytnou pro výrobu elektrotechnických oceli s jednotnými a konzistentními magnetickými vlastnostmi.
Předložený vynález poskytuje způsob výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli s vynikajícími mechanickými a magnetickými vlastnostmi, pro kterou je charakteristická poměrná magnetická permeabilita prostředí μΓ měřena při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1780. Horkým postupem vyrobený pás obsahuje v procentech hmotnostních 2,5 až 4,5 % křemíku, 0,1 až 1,2 % chrómu, méně než 0,050 % uhlíku, méně než 0,005 % hliníku, až 0,1 % síry, až 0,14 % selenu, 0,01 až 1 % manganu a dopočet tvoří železo a doprovodné nečistoty. Pás má měrný objemový odpor p alespoň 45 μΩ-cm. Dalším znakem vynálezuje, že obsah uhlíku je alespoň 0,010 %, takže je v horkým postupem vyrobeném pásu přítomen objemový podíl austenitu (Yu5o°c) alespoň 2,5 %, a každý povrch pásu má izomorfní vrstvu o tloušťce alespoň 10 % celkové tloušťky horkým postupem vyrobeného pásu. Pás se válcuje za studená na předběžnou tloušťku, žíhá se, válcuje se za studená na konečnou tloušťku a oduhličuje se, aby nedocházelo k magnetickému stárnutí pásu. Oduhličený pás se pak povléká na alespoň jednom povrchu žíhacím separačním povlakem a finálně se žíhá pro způsobení růstu sekundárních krystalů. Elektrotechnická ocel má poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1780.
Dalším znakem vynálezu je, že uvedená izomorfní vrstva na každém povrchu má tloušťku 15 až 40 % celkové tloušťky horkým postupem vyrobeného pásu.
Dalším znakem vynálezu je, že se uvedený pás před válcováním za studená na předběžnou tloušťku žíhá při teplotě 750 až 1150 °C a pak se pomalu chladí na méně než 650 °C.
Dalším znakem vynálezu je, že uvedený žíhaný pás před válcováním za studená na konečnou tloušťku obsahuje alespoň 0,01 % uhlíku.
Dalším znakem vynálezu je, že uhlíku v uvedeném žíhaném pásu před válcováním za studená na konečnou tloušťku není více než 0,03 %.
Dalším znakem vynálezuje, že uvedeného chrómu je 0,2 až 0,6 %.
Dalším znakem vynálezu je, že uvedený pás se žíhá před válcováním za studená na konečnou tloušťku pásu při teplotě alespoň 800 °C.
Dalším znakem vynálezuje, že uvedený pás se finálně žíhá při teplotě alespoň 1100°C.
-3CZ 296442 B6
Dalším znakem vynálezu je, že uvedený pás má tloušťku 1,7 až 3,0 mm.
Přínosem vynálezu je chromkřemíková krystalově orientovaná elektrotechnická ocel s velmi vysokým měrným objemovým odporem bez zhoršení fyzikálních vlastností a zpracovatelnosti, dosud spojovaných s vysoce křemíkovými, krystalově orientovanými elektrotechnickými ocelemi. Jinou výhodou je možnost výroby elektrotechnické oceli s měrným objemovým odporem p asi 50 μΩ-cm. Další výhodou je elektrotechnická ocel se zlepšenými mechanickými vlastnostmi, která má větší tuhost a větší odolnost proti lomu během zpracování. Další výhodou je, že elektrotechnická ocel obsahuje křemík, mangan, síru a/nebo selen, a usnadňuje rozpouštění sulfidů a selenidů během zahřívání před zpracováním za tepla.
Přehled obrázků na výkresech
Výše uvedené a další předměty, znaky a výhody vynálezu jsou zjevné, vezme-li se v úvahu podrobný popis a připojené výkresy, na kterých představuje obr. 1 graf porovnávající rázovou pevnost a charakteristiky transformace tažnost-křehkost výchozího pásu krystalově orientované křemíkové elektrotechnické oceli podle stavu techniky a krystalově orientované chromkřemíkové elektrotechnické oceli podle vynálezu s měrným objemovým odporemp = 50 až 51 μΩ-cm, obr. 2 graf porovnávající vliv tloušťky izomorfní vrstvy, měřené na horkým postupem vyrobeném žíhaném pásu před válcováním za studená na předběžnou tloušťku, na magnetickou permeabilitu měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m, ú krystalově orientované křemíkové elektrotechnické oceli podle stavu techniky a krystalově orientované křemíkochromové elektrotechnické oceli podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Předložený vynález poskytuje způsob výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli s vynikajícími mechanickými a magnetickými vlastnostmi. Horkým postupem vyrobený pás o tloušťce asi 1,5 až 4,0 mm má složení zahrnující 2,5 až 4,5 % křemíku, 0,1 až 1,2 % chrómu, méně než 0,050 % uhlíku, méně než 0,005 % hliníku, až 0,1 % síry, až 0,14 % selenu, 0,01 až 1 % manganu a dopočet tvoří železo a doprovodné nečistoty. Všechny úvahy v předložené přihlášce vynálezu týkající se složení jsou vedeny v procentech hmotnostních (% hmot.), pokud není uvedeno jinak. Pás má měrný objemový odpor p alespoň 45 μΩ-cm, a obsah uhlíku je alespoň 0,010 %, takže je v horkým postupem vyrobeném pásu před válcováním za studená přítomen objemový podíl austenitu (ynso-c) alespoň 2,5 %, a každý povrch pásu má izomorfní vrstvu o tloušťce alespoň 10 % celkové tloušťky horkým postupem vyrobeného pásu. Horkým postupem vyrobený pás se válcuje za studená na předběžnou tloušťku, žíhá se, válcuje se za studená na konečnou tloušťku, s výhodou 0,15 až 0,50 mm a oduhličuje se na méně než 0,003 % uhlíku. Oduhličený pás se pak povléká na alespoň jednom povrchu žíhacím separátorovým povlakem a nakonec se žíhá pro způsobení růstu sekundárních krystalů. Elektrotechnická ocel má poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1780. Ocel se oduhličuje na méně než 0,003 % uhlíku, aby po konečném žíhání nedocházelo k magnetickému stárnutí pásu. Chromkřemíková krystalově orientovaná elektrotechnická ocel podle vynálezu poskytuje vysoký měrný objemový odpor, růst velmi stabilních sekundárních krystalů, vynikající magnetické vlastnosti a zlepšené mechanické vlastnosti, poskytující vyšší pevnost a větší odolnost proti lomu pásu během zpracování.
Výchozí ocel podle vynálezu je vyrobena z horkým postupem vyrobeného pásu. Horkým postupem vyrobeným pásem se rozumí nepřetržitý pás vytvářený za použití metod, jako je lití ingotu,
-4CZ 296442 B6 lití tlusté desky, lití tenké desky, lití pásu nebo jiných metod výroby souvislého pásu za použití taveniny obsahující železo, křemík, chrom a vhodný inhibitor.
Konvenční krystalově orientované elektrotechnické oceli jsou temámí směsi uhlík-křemíkželezo, přičemž obsah manganu, síry, chrómu, dusíku a titanu je omezen z důvodu jejich vlivu na magnetické vlastnosti takto vyráběného materiálu. Předložený vynález je založen na zjištěních, která jsou výsledkem studia vlivu uhlíku, křemíku a chrómu na charakteristiky mikrostruktury ocelového pásu, dovolující úspěšnou výrobu chromkřemíkové pravidelně krystalově orientované elektrotechnické oceli. Předložený vynález poskytuje způsob výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli s vysoce kvalitní krychlovou orientací a navíc s měrným objemovým odporem p = 45 μΩ.αη, takže má malé ztráty v jádře za použití méně než 0,005 % hliníku a alespoň dvou válcování za studená. Rovnice (1) ilustruje vliv různých přísad k železu na měrný objemový odpor (p) slitiny následovně:
(1) p = 13 + 6,25(%Mn) + 10,25(%Si) + 11,82(%A1) + 6,5(%Cr) + 14 (%P), kde p je měrný objemový odpor slitiny v jednotkách μΩ.ωη, a Mn, Si, AI, Cr a P jsou procenta manganu, křemíku, hliníku, chrómu a fosforu, vyjadřující chemii krystalově orientované elektrotechnické oceli. Měrný objemový odpor p komerčně dostupných orientovaných elektrotechnických oceli křemík-železo je v rozmezí 45 až 51 μΩ-cm, při obsahu 2,95 až 3,45 % křemíku a jiných nečistot vyskytujících se při daném způsobu tavení a výroby oceli. Ačkoliv je již dlouho požadován vyšší měrný objemový odpor materiálu, spoléhají dosud známé způsoby na zvýšení procenta křemíku ve slitině. Jak se v oboru ukázalo, zvýšení procenta křemíku zpravidla vyžaduje odpovídající zvýšení procenta uhlíku. Vyšší procenta křemíku a uhlíku, jak známo, přispívají ke zhoršení fyzikálních vlastností elektrotechnických oceli, hlavně v důsledku zvýšení křeh- - kosti a větší obtížnosti úplného odstranění uhlíku během operace oduhličování žíháním. Bylo zjištěno, že zvýšení procenta křemíku a uhlíku je škodlivé také pro mikrostrukturální charakteristiky nezbytné pro intenzivní růst sekundárních krystalů. Důležitým znakem předloženého vynálezu je, že obsah křemíku a uhlíku mění tloušťku povrchové izomorfní vrstvy vytvořené v pásu před válcováním za studená.
V dosavadních způsobech výroby krystalově orientovaných elektrotechnických oceli za použití dvou nebo více válcování za studená, byl chrom pokládán za překážku vyvíjení požadované krychlové struktury. V předloženém vynálezu bylo zjištěno, že chrom také způsobuje obdobné ztenčování izomorfní vrstvy následkem jeho vlivu na vytváření austenitu a jeho vlivu na ztráty uhlíku během výrobního procesu. Bylo zjištěno, že tato, dříve nerozpoznaná změna, nepříznivě ovlivňuje stabilitu a intenzitu růstu sekundárních krystalů.
Růst nestabilních krystalů je problém, který přinášel výrobcům krystalově orientované křemíkové oceli problémy z řady důvodů, včetně avšak ne výhradně, kvality inhibitoru růstu krystalů, kvality mikrostruktury výchozího pásu nebo jiných znaků složení slitiny souvisejících s konkrétním způsobem výroby. Například procento přebytkového manganu nesloučeného se sírou a/nebo množství austenitu přispívá silně ke stabilitě růstu sekundárních krystalů za použití procesu jediného válcování za studená podle patentu US 5 421 911. Důležitým znakem předloženého vynálezu je, že stabilita růstu sekundárních krystalů a vývoj požadované krychlové struktury je ve vztahu k tloušťce izomorfní povrchové vrstvy a množství austenitu před válcováním za studená.
Výhodné složení podle předloženého vynálezu zahrnuje 2,9 až 3,8 % křemíku, 0,2 až 0,7 % chrómu, 0,015 až 0,030 % uhlíku, méně než 0,005 % hliníku, méně než 0,010% dusíku, 0,05 až 0,07 % manganu, 0,20 až 0,030 % síry, 0,015 až 0,05 % selenu a méně než 0,0,6 % cínu. Ještě výhodnější složení zahrnuje 3,1 až 3,5 % křemíku. Křemík se přidává primárně pro zlepšení ztrát v jádře zajištěním vyššího měrného objemového odporu. Navíc křemík podporuje tvorbu a/nebo stabilizaci feritu a je jako takový jedním z hlavních prvků majících vliv na objemový podíl austenitu (Yuso-c)· Ačkoliv vyšší podíl křemíku je požadován pro zlepšení magnetické kva
-5CZ 296442 B6 lity, je třeba brát v úvahu jeho vliv pro udržení požadované fázové rovnováhy, mikrostrukturálních charakteristik a mechanických vlastností.
Krystalově orientovaná elektrotechnická ocel podle předloženého vynálezu může mít obsah chrómu v rozmezí 0,10 až 1,2 %, s výhodou 0,2 až 0,7 % a ještě výhodněji 0,3 až 0,5 %. Chrom se přidává primárně pro zlepšení ztrát v jádře zajištěním vyššího měrného objemového odporu. Při obsahu méně než 1,2 % chrom podporuje tvorbu a stabilizaci austenitu a má vliv na objemový podíl (Yh5o°c) austenitu. Vyšší množství chrómu působí negativně na snadnost oduhličení. Ačkoliv vyšší podíl chrómu je požadován pro zlepšení magnetické kvality, je třeba brát v úvahu ío jeho vliv pro udržení požadované fázové rovnováhy a mi kro strukturálních charakteristik.
Krystalově orientovaná elektrotechnická ocel podle předloženého vynálezu obsahuje uhlík a/nebo obsahuje pro udržení fázové rovnováhy během výrobního procese přídavky například mědi, niklu a podobně, které podporují a/nebo stabilizuji austenit. Množství uhlíku přítomného v horkým 15 postupem vyrobeném pásu, dostatečné pro výchozí pás, například před válcováním za studená, je
0,010 až 0,050 % uhlíku, s výhodou 0,015 až 0,030 % a ještě výhodněji 0,015 až 0,025 %. Nízké obsahy uhlíku, menší než 0,010 %, bezprostředně před válcováním za studená na předběžnou tloušťku jsou nežádoucí, neboť se sekundární rekrystalizace stává nestabilní, a zhoršuje se kvalita krychlové orientace výrobku. Vysoké obsahy uhlíku nad 0,050 % jsou nežádoucí, neboť mají za 20 následek ztenčení izomorfní vrstvy, což zeslabuje růst sekundárních krystalů a poskytuje nižší kvalitu krychlové orientace, a ztěžuje dosažení menšího obsahu uhlíku než 0,003 % ve finálním za studená válcovaném pásu pro zabránění magnetického stárnutí.
Před vyvinutím předloženého vynálezu byly pozorovány ztráty uhlíku až 0,010 % po žíhání hor25 kým postupem yyrobeného pásu před jeho válcováním za studená na předběžnou tloušťku, zpravidla 1025 až 1QŠ.0 °C v oxidační atmosféře po dobu 15 až 30 sekund, a v mnoha případech byly ztráty uhlíku během žíhání podstatné pro vyyinutí vhodně tlusté izomorfní vrstvy. Nicméně, odstranění přebytečného uhlíku během žíhání před válcováním za studená na předběžnou tloušťku pásu může mít za následek nevhodnou fázovou rovnováhu a mikrostrukturu a potřebu 30 zvýšit obsah uhlíku v horkým postupem vyrobeném pásu pro kompenzaci těchto ztrát v následujícím zpracování. V předloženém vynálezu je množství uhlíku, které je třeba odstranit během oduhličovacího žíhání, značně sníženo.
Mangan je v ocelích podle předloženého vynálezu přítomen ve množství 0,01 až 0,15%, 35 s výhodou 0,04 až 0,08 % a ještě výhodněji 0,05 až 0,07 %. Jestliže je použito konvenčních způsobů tavení oceli a lití, kdy se pro výrobu výchozího pásu pro zpracování podle vynálezu používá ingotů nebo kontinuálně litých tabulí, je výhodný nižší obsah přebytkového manganu, to znamená manganu nesloučeného na sulfid nebo selenid, pro usnadnění rozpouštění sulfidu manganu během ohřevu desky před válcováním za studená.
Síra a selen se přidávají do taveniny pro reakci s manganem na sulfid a/nebo selenid manganu pro inhibici růstu primárních krystalů. Síra, pokud je použita samotná, má být přítomna v množství od 0,006 až 0,06 %, s výhodou 0,020 až 030 %. Selen, pokud je použit samotný, má být přítomen v množství 0,010 až 0,14 %, s výhodou 0,015 až 0,05 %. Síra a selen mohou být použi45 ty v kombinaci.
Hliník, rozpustný v kyselinách, se v ocelích podle vynálezu udržuje v množství menším než 0,005 %, s výhodou menším než 0,0015 %, pro zajištění růstu stabilních sekundárních krystalů. Ačkoliv hliník je užitečný pro řízení množství kyslíku rozpuštěného v ocelové tavenině, musí se 50 procento rozpustného hliníku udržovat pod horní mezí.
Ocel může zahrnovat také další prvky jako antimon, arzen, bizmut, měď, molybden, nikl, fosfor a podobně, pocházející buď ze záměrných přídavků, nebo přítomné jako zbytkové prvky, tzn. nečistoty z procesu výroby oceli. Tyto prvky mohou ovlivňovat objemový podíl a/nebo stabilitu 55 růstu sekundárních krystalů.
-6CZ 296442 B6
V předloženém vynálezu bylo zjištěno, že množství křemíku, chrómu a inhibitoru, vedle dalších prvků, jejichž přítomnost je spojena se způsobem výroby oceli, musí být určeno pro dosažení vhodné tloušťky izomorfní vrstvy při zajištění malého, avšak nezbytného množství austenitu ve výchozím pásu před válcováním za studená. Níže uvedená rovnice (2) je rozšířenou formou rovnice, kterou poprvé zveřejnili Sadayori a kol. v publikaci Developments of Grain Oriented SiSteel Sheets with Low Iron Loss, Kawasaki Seitetsu Giho, díl 21, č. 3, str. 93 až 98, 1989, pro výpočet objemového podílu austenitu (yn5o°c) v železe, obsahujícím 3,0 až 3,6% křemíku a 0,030 až 0,065 % uhlíku při teplotě 1150 °C:
(2) (Yiiso»c) = 64,8 - 23 (%Si) + 5,06 (%Cr + %Ni + %Cu) + 694 (%C) + 347 (%N).
Ačkoliv primárně jsou předmětem zájmu křemík a uhlík, mají vliv na množství austenitu také další prvky, jako chrom, nikl, měď, cín, fosfor a podobně, záměrně přidané nebo přítomné jako nečistoty při procesu výroby oceli, a jsou-li přítomny ve významném množství, je třeba brát je v úvahu. V předloženém vynálezu bylo zjištěno, že tloušťka izomorfní vrstvy a objemový podíl austenitu jsou funkci složení výchozího, horkým postupem vyrobeného pásu, změn obsahu uhlíku při přeměně ocelové taveniny na výchozí, horkým postupem vyrobený pás, tloušťky (t) horkým postupem vyrobeného pásu a změn obsahu uhlíku v horkým postupem vyrobeném pásu v případě, že se pás před válcováním za studená na předběžnou tloušťku žíhá. Bylo zjištěno, že změna obsahu uhlíku při přeměně ocelové taveniny na výchozí horkým postupem vyrobený pás je:
(3) Ci = 0,231(%CtaV)/ť kde Ctav je hmotnostní procento uhlíku v ocelové tavenině. Q je hmotnostní procento ztrát uhlíku při přeměně ocelové taveniny na horkým postupem vyrobený pás a t je tloušťka horkým postupem vyrobeného pásu v mm. Jestliže se horkým postupem vyrobený pás před válcováním za studená na předběžnou tloušťku žíhá, může docházet k další ztrátě uhlíku, kterou je nutno brát v úvahu:
(4) C2 = (0,413(%^ - CJ - 0,153(%Cr))/ť kde C2 je hmotnostní procento ztrát uhlíku při žíhání horkým postupem vyrobeného pásu a %Cr je hmotnostní procento chrómu ve slitině. Je skutečností, že množství uhlíku závisí na tloušťce t horkým postupem vyrobeného pásu, obsahu chrómu a tloušťce horkým postupem vyrobeného pásu, a osobě znalé oboru je snadno zřejmé, že tyto poměry musí být obezřetně vybrány. Při výkladu vynálezu se rozumí, že obsah uhlíku v ocelovém pásu před válcováním za studená na předběžnou tloušťku musí být dostatečný pro zajištění požadovaného procenta austenitu nezbytného pro rozvoj růstu stabilních a stejnorodých krystalů. Obsah uhlíku před válcováním za studená C3 je použit v rovnici (2):
(5) C3 = %Ctav-C1-C2
Kombinací výše uvedených činitelů lze vypočítat povrchovou izomorfní vrstvu za použití rovnice (6):
(6) I = (5,38 - 4,47.10-2 yn50.c + 1,19 (%Si))/ť kde I je vypočtená tloušťka izomorfní vrstvy v mm, yn50oC je vypočtený objemový podíl austenitu v pásu před válcováním za studená na předběžnou tloušťku a %Si je hmotnostní procento křemíku obsažené ve slitině. Tloušťka izomorfní vrstvy na každém povrchu pásu horkým postupem vyrobeného pásu před válcováním za studená na předběžnou tloušťku by měla být alespoň 10 % celkové tloušťky horkým postupem vyrobeného pásu. S výhodou má být tloušťka každé izomorfní vrstvy 10 až 40%, výhodněji 15 až 35% a nejvýhodněji 20 až 25%. Pro horkým
-7CZ 296442 B6 postupem vyrobený pás o tloušťce 1,5 až 4,0 mm má být minimální tloušťka izomorfní vrstvy na každém povrchu horkým postupem vyrobeného pásu před válcováním za studená na předběžnou tloušťku asi 0,15 mm.
Krystalově orientovaná elektrotechnická ocel podle předloženého vynálezu může poskytovat další výhody nebo může vyžadovat jiné úpravy výrobního procesu. Předložený vynález může poskytnout krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel s vysokým měrným objemovým odporem, zlepšenou pevností, jak je znázorněno na obr. 1, se sníženou citlivostí k teplotě během zpracování, a se zlepšenou slévatelností, danou zlepšenými charakteristikami tuhnutí během odlévání ingotu, pramenu či pásu.
Pravidelně krystalově orientovaná elektrotechnická ocel podle předloženého vynálezu se může vyrábět z horkým postupem vyrobeného pásu řadou způsobů. Pás se může vyrábět z ingotu, z desek vyráběných z ingotu nebo kontinuálním litím desek, které se ohřívají na 1260 až 1400 °C, válcováním za tepla pro získání výchozího horkým postupem vyrobeného pásu o tloušťce 1,5 až 4,0 mm. Vynález je použitelný také pro pás vyráběný způsoby, kdy se kontinuálně odlévané desky nebo desky vyráběné z ingotu přivádějí přímo na horký válec s ohřevem nebo bez ohřevu, nebo se ingoty za horka válcují na desky s dostatečnou teplotou pro válcování za tepla na pás s dalším ohřevem nebo bez dalšího ohřevu, nebo se roztavený kov odlévá přímo na pás vhodný pro další zpracování. V některých případech může být zařízení nezpůsobilé pro zajištění vhodné tloušťky výchozího pásu potřebné pro předložený vynález. Může se ale provést před žíháním pásu válcování za studená asi o 30 % nebo méně, nebo se může pás válcovat za tepla o 50 % nebo více na vhodnou tloušťku.
Pokud zařízení a podmínky dovolí, žíhá se výchozí horkým postupem vyrobený pás s výhodou na 750 až 1150 °C po dobu až 10 minut a výhodněji na 1025 až 1100 °C po dobu 10 až 30 sekund pro zajištění požadované mikrostruktury před prvním válcováním za studená na předběžnou tloušťku pásu. Ztráty uhlíku během žíhání mohou vyžadovat vhodné nastavení složení taveniny pro udržení požadované fázové rovnováhy po ukončení žíhání. Podle předloženého vynálezu mají na ztráty uhlíku během žíhání vliv změny procenta křemíku a chrómu, změny tloušťky výchozího pásu a/nebo změny oxidačního potenciálu žíhací atmosféry a doby a teploty žíhání. Podle předloženého vynálezu se žíhaný pás podrobuje chlazení okolním ovzduším. Proces chlazení po žíhání není rozhodující a má se za to, že převládající reakce rozkladu austenitu poskytuje uhlíkem nasycený ferit a/nebo perlit a že tvorba velkého objemového podílu martenzitu nebo přítomnost zbylého austenitu je nežádoucí. Alternativou chlazení vzduchem je ochladit ocel pomalu, jak ji stačí ochladit okolní vzduch, na teplotu menší než 650 °C, výhodněji na teplotu menši než 500 °C, s následujícím rychlým chlazením, jako zchlazením vodou, na teplotu menší než 100 °C.
Po válcování za studená na předběžnou tloušťku se ocelový pás podrobí žíhání, kterýžto krok předchází každému následujícímu stupni válcování za studená. Například, jestliže se ocel válcuje za studená třikrát, je třeba provádět předběžné žíhání mezi prvním a druhým válcováním za studená a mezi druhým a třetím válcováním za studená. Cílem této operace je zajištění mikrostruktury a textury vhodné pro každé následující válcování za studená. Obecně se tato předběžná žíhání vedou za podmínek, za kterých materiál válcovaný za studená rekrystalizuje v důsledku dekompozice uhlíku přítomného v původním austenitu do feritu nasyceného uhlíkem, zatímco proces chlazení po předběžném žíhání se vede za podmínek přispívajících k urychlení rozkladu austenitu za vzniku mikrostruktury karbidu železa srážejícího se ve feritové fázi mající méně než 1 % obj. martenzitu a/nebo zbylého austenitu. Předběžné žíhání jako takové může být vedeno v poměrně širokém rozmezí teplot 800 až 1150 °C po dobu 3 sekund až 10 minut. S výhodou může být předběžné žíhání vedeno za použití teplot žíhání v rozmezí 900 až 1100 °C a výhodněji 915 až 950 °C po dobu 5 až 30 sekund s chlazením přispívajícím požadovaným rozkladným reakcím austenitu. Po předběžném žíhání se pás pomalu ochladí z teploty prohřátí, obecně nad 800 °C, výhodně 925 °C, na teplotu asi 650 °C, s výhodou 550 °C. Pomalým chlazením se rozumí rychlost ne větší než 10 °C, s výhodou ne větši než 5 °C za sekundu. Poté se pás rychle
-8CZ 296442 B6 ochladí na asi 315 °C, při kteréžto teplotě se pás může zchladit vodou pro dokončení rychlého chlazení. Rychlým chlazením se rozumí rychlost alespoň 23 °C za sekundu, s výhodou alespoň 50 °C za sekundu.
Velikost redukce při prvním válcování za studená na předběžnou tloušťku a při druhém válcování za studená na konečnou tloušťku pásu v procesu podle předloženého vynálezu závisí na počáteční a konečné tloušťce pásu. Bylo zjištěno, že za použití vhodného válcování za studená může být vytvořeno široké rozmezí konečných tlouštěk. Při pokusech s použitím dvou válcování za studená podle předloženého vynálezu byly vyráběny pravidelně krystalově orientované elektrotechnické oceli v tloušťkách 0,18 až 0,35 mm. Požadované stupně redukce mohou být určeny zkouškami, při kterých se určují magnetické vlastnosti, zejména kvalita krychlové orientace, za studená válcovaných pásů o různých konečných tloušťkách. Vynikajících magnetických vlastností bylo dosaženo při standardních tloušťkách výrobku 0,18 mm, 0,21 mm, 0,26 mm a 0,29 mm a 0,35 mm za použití horkým postupem vyrobeného pásu o tloušťce 2,03 až 2,13 mm, podrobeného prvnímu válcování za studená na předběžnou tloušťku 0,56 mm, 0,58 mm, 0,61 mm, 0,66 mm, resp. 0,81 mm. Obecně lze výhodné procento redukce v prvním válcování za studená vyjádřit jako ln (a/b) > 0,8, s výhodou 3 1,2, kde a je tloušťka horkým postupem vyrobeného pásu a b je předběžná tloušťka pásu. Výhodná redukce při druhém válcování za studená může být vyjádřena jako c1/2ln(b/c) = 0,48, kde c je konečná tloušťka pásu, kde všechny tloušťky jsou v mm.
Po skončení válcování za studená na konečnou tloušťku se ocel žíhá v mírně oxidační atmosféře pro redukci uhlíku na množství, které minimalizuje magnetické stárnutí, zpravidla méně než 0,003 %. Teplota tohoto žíhání je s výhodou alespoň 800 °C, výhodněji alespoň 830 °C, a atmosféra může být vlhká vodík obsahující atmosféra, jako čistý vodík nebo směs vodíku a dusíku. Navíc, oduhličovací žíhání připravuje ocel pro tvorbu forsteritu, nebo válcovacího skla, povlaku vznikajícího při konečném žíhání/při vysoké teplotě reakcí povrchové oxidové slupky a povlaku žíhacího separátoru oxidu manganatého (MgO). V předloženém vynálezu je výhodné, jestliže obsah křemíku a chromuje vhodný pro zajištění toho, aby oduhličený pás elektrotechnické oceli byl zcela feritický před operací žíhání na vysokou teplotu, při které se vyvíjí finální krychlová orientace.
Finální žíhání na vysokou teplotu je potřebné pro vyvinutí krychlové krystalové orientace. Typicky se ocel zahřívá na teplotu prohřátí alespoň 1100 °C ve vlhké vodíkové atmosféře. Během zahříváni zárodky (110) [001] krystalů začínají proces růstu sekundárních krystalů při teplotě asi 850 °C, který je v podstatě dokončen při asi 1100 °C. Typické podmínky žíhání použité v předloženém vynálezu používají rychlosti ohřevu menší než 80 °C za hodinu až do 815 °C a další zahřívání při rychlosti menší než 50 °C za hodinu, výhodně 25 °C za hodinu nebo menší do dokončení růstu sekundárních krystalů. Jakmile je růst sekundárních krystalů ukončen, není rychlost ohřevu tak rozhodující a může být vyšší až do dosažení požadované teploty prohřátí, při které se materiál udržuje po dobu alespoň 5 hodin, s výhodou alespoň 20 hodin, pro odstranění inhibitorů tvořených sírou a/nebo seleném a pro odstranění dalších nečistot, jako dusíku.
Příklad 1
Série krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí podle předloženého vynálezu byla tavena při složení uvedeném v tabulce I. Tyto taveniny byly kontinuálně lity do 200 mm silných desek, znovu ohřátý na asi 1150 °C, válcovány na 150 mm silné desky, znovu ohřátý na asi 1400 °C, a horkým postupem zpracovány na pás o tloušťce 2,03 mm vhodné pro další zpracování. Tavenina obsahuje uhlík, křemík a chrom, přičemž dopočet je železo a obvyklé doprovodné nečistoty jako bor 0,0005 % nebo méně, molybden 0,06 % nebo méně, nikl 0,15 % nebo méně, fosfor méně než 0,10 % nebo méně, a hliník 0,005 % nebo méně. Horkým postupem vyrobený pás podle vynálezu má měrný objemový odpor p asi 50 μΩ-cm, objemový podíl austenitu (Yii5o°c) více než asi 10 % a tloušťka (I) izomorfní vrstvy každého povrchu pásu je více než
-9CZ 296442 B6
0,30 mm. Horkým postupem vyrobené pásy byly testovány na rázovou pevnost a teplotní citlivost teploty transformace tažný-křehký v rozmezí 23 až 230 °C podle postupu stanoveného ASTM E-23 Standard Test Method for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials. Vlastnosti oceli podle vynálezu jsou v tabulce I porovnány s vlastnostmi elektrotechnických ocelí 5 podle dosavadního stavu techniky.
Tabulka I ío Přehled složení krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí (V tabulce I označuje A, B, C dosavadní stav techniky, D, E, F, G slitiny podle vynálezu.)
ID Si C Cr Mn S AI N
A 3,41 0,032 0,05 o, 059 0,022 0,0004 0,0038
B 3, 42 0,032 0,05 0, 061 0,022 0,0003 0,0040
C 3,38 0,029 0, 06 o, 061 0,022 0,0002 0,0040
D 3,25 0,025 0,33 o, 059 0,024 0,0006 0,0039
E 3,16 0,025 0,34 o, 058 0,025 0,0005 0,0035
F 3,26 0,024 0,34 o. 065 0,024 0,0006 0,0031
G 3,25 0,024 0,34 o, 060 0,024 0,0006 0,0031
Pokračování tabulky I
ID Sn Přebytek PřebytekMn 0 % I I/t
Mn +0,46 Sn Γ eCRl 0CR1
A 0,009 0, 021 0,026 50 ,4 5,5 % 0,026 0,33 16 %
B 0,008 0,023 0, 027 50 ,3 5,4 % 0,026 0,33 16 %
C 0, 012 0,023 0, 029 50 ,3 4,8 % 0,024 0,35 17 %
D 0,004 0,018 0,020 50 ,2 8,7 % 0,024 0,34 17 %
E 0,006 0,015 0,018 49 ,4 10,5 % 0,023 0,35 17 %
F 0,006 0,024 0, 027 50 ,4 7,6 % 0,022 0,36 18 %
G 0,004 0,018 0, 020 50 ,0 8,6 % 0,023 0,35 17 %
Tabulka II a obr. 1 shrnují výsledky, které ukazují charakteristiky zlepšené tuhosti a nižší přechod tažnost-křehkost v horkým postupem vyrobeném pásu elektrotechnické oceli podle vynálezu oproti elektrotechnické oceli podle dosavadního stavu techniky.
-10CZ 296442 B6
Tabulka Π
Měření rázové energie krystalově orientované elektrotechnické oceli podle dosavadního stavu techniky a podle vynálezu v závislosti na teplotě
Ocel podle dosavadního stavu techniky
Testovací Rázová energie (J/mm2)
teplota
°C A B C Prům.
24 0, 068 0,062 0,043 0, 058
38 0, 084 0,074 0, 074 0,078
66 0, 087 0,105 0,106 0,099
93 0, 087 0,112 0,157 0,119
121 0,368 0,292 0,272 0,311
149 0, 931 0,387 0, 656 0, 658
Pokračování tabulky II
Ocel podle vynálezu
Testovací Rázová energie (J/mm2)
teplota
°C D E F G Prům.
.24 0,130 0, 061 0,142 0, 082 0,104
38
66 0,2 65 0,162 0,174 0,161 0,190
93
121 0,522 0,294 0,585 0,352 0,438
149 0, 698 0, 578 0, 604 0,500 0,595
204 0,867 0, 671 0, 782 0,751 0,768
232 1, 006 0,855 0,933 0,894 0, 922
Příklad 2
Horkým procesem vyrobené pásy z tavenin D až G podle příkladu I byly zpracovány souběžně s taveninami podle dosavadního stavu techniky, jejichž složení je uvedeno v tabulce III.
-11 CZ 296442 B6
Tabulka ΙΠ
Přehled složení krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí (dosavadní stav techniky)
ID Si C Cr Mn s AI N
H 3,42 0,031 0,09 0,060 o, 023 0,0008 0,0029
I 3,39 0,031 0,13 0,058 o, 023 0,0006 0,0037
J 3,40 0,031 0,22 0,058 o, 022 0,0008 0,0036
K 3,43 0,031 0,26 0,059 0, 023 0,0009 0,0039
Pokračování tabulky III
ID Sn Přebytek PřebytekMn p % I I/t
Mn +0,46 Sn ecRi @CR1
H 0,007 0,020 0,026 50,4 4,6 % 0,025 0,34 17 %
I 0,006 0,020 0,022 50,3 6,3 % 0,026 0,33 16 %
j 0,008 0,020 0,020 51,1 7,0 % 0,027 0,31 15 %
K 0,008 0,020 0,024 51,8 7,0 % 0,027 0,30 14 %
Materiály byly zpracovávány ve zkouškách, kdy za horka vyrobené pásy z tavenin D až G byly žíhány při 1065 °C po dobu 5 až 15 sekund středně oxidačním žíháním, přičemž za horka vyrobené pásy z tavenin H až K byly žíhány obdobně při 1010 °C. Po moření byly žíhané pásy válcoío vány za studená na předběžnou tloušťku 0,58 až 0,61 mm, předběžně žíhány při 902 až 950 °C po dobu 5 až 25 sekund a za studená válcovány na konečnou tloušťku 0,18 až 0,21 mm. Po ukončení válcování za studená byly pásy oduhličovány žíháním při 860 až 870 °C ve vlhké vodíkodusíkové atmosféře, povlečeny hořčíkovým separátorem a podrobeny konečnému žíhání při 1200 °C po dobu 10 hodin v suchém vodíku. Výsledné magnetické vlastnosti získané v těchto pokusech 15 jsou shrnuty v tabulce IV.
-12CZ 296442 B6
Tabulka IV
Přehled magnetických vlastností při tloušťce 0,18 mm
ID p ttí c -H 4-> -H i—I V)
Vlastnosti při tloušťce
Vlastnosti při tloušťce ,18 mm
0,21 mm
D 50,2
E 49,4
F 50,4
G 50,0
Ztráty v Permeabilita Ztráty v Permeabili-
jádře Ur při j ádře ta μ£ při
1,ST 60 Hz H=7 96 A/m 1,5T 60 Hz H=796 A/m
(W/kg) (W/kg)
0,82 1 838 0, 86 1 846
0, 82 1 842 0, 87 1 847
0,81 1 838 0,86 1 8 41
0,82 1 837 0,87 1 842
50,4
50,3
51,1
51,8
0, 87
0,88
0,88
0,92
841
843
830
811
Poměrná magnetická permeabilita prostředí μΓ měřená při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m a ztráty v jádře měřené při 1,5 T 60 Hz v tabulce IV ukazují, že magnetické vlastnosti získané u taveniny D až G podle předloženého vynálezu a u taveniny H podle dosavadního stavu techniky jsou příznivé. Taveniny I až K podle dosavadního stavu techniky, které mají obsah chrómu značně vyšší než 0,1 % však vykazují nižší magnetickou permeabilitu a vyšší ztráty v jádře. Vynikající výsledky získané u tavenin E až G za použití obsahu chrómu 0,33 až 0,34 % jsou získány způsobem podle vynálezu, při kterém jsou vhodně vyváženy obsahy uhlíku, chrómu, křemíku a dalších prvků vyskytujících se při způsobu výroby oceli pro dosažení vyšší permeability a nízkých a vyrovnaných ztrát v jádře.
Příklad 3
Čtyři taveniny o složení podle tabulky V byly taveny při zkouškách způsobem podle předloženého vynálezu, při obsahu asi 3,25 % křemíku a asi 0,20 % až 0,25 % chrómu se zbytkem železa a obvyklých doprovodných nečistot jako 0,0005 % nebo méně boru a 0,005 % nebo méně hliníku. Oba způsoby poskytují měrný objemový odpor p asi 50 až 51 pQ.cm, objemový podíl austenitu (γΠ5ο °c) asi 5 až 6 % a tloušťku (I) izomorfní vrstvy 0,34 až 0,36 mm.
-13CZ 296442 B6
Tabulka V
Přehled složení krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí (předložený vynález)
ID Si C Cr Mn S AI N
L 3,35 0,027 0,21 0, 059 0,023 0,0009 0,0040
M 3,35 0,026 0,21 0, 061 0,023 0,0009 0,0036
N 3,38 0,026 0,25 0, 060 0, 024 0,0007 0,0036
O 3,35 0,025 0,25 0, 059 0, 022 0,0007 0,0038
Pokračování tabulky V
ID Sn Přebytek PřfsbytekMn p % I I/t
Mn +0,46 Sn r @CR1 ecRi
H 0,007 0,020 0,023 50,5 6,2 % 0, 024 0,34 17 %
I 0,006 0,025 0,028 50,5 4,9 % 0,023 0,36 18 %
J 0,007 0,019 0,022 51,0 5,2 % 0,023 0,34 17 %
K 0,005 0,021 0,023 50,7 5,6% 0,023 0,35 17 %
Výchozí pásy z tavenin L až O byly zpracovány při zkouškách na finální tloušťku 0,21 mm podle postupu podle příkladu 2. Výsledné magnetické vlastnosti získané při zkouškách jsou shrnuty v tabulce VI.
Tabulka VI
Přehled magnetických vlastností při tloušťce 0,21 mm
Vlastností při tloušťce 0,21 mm
ID p Ztráty v jádře Permeabilita μ,
1,5T 60 Hz (W/kg) při H=796 A/m
Slitina L 50,2 0, 86 1 846
podle M 49,4 o, 87 1 847
vynálezu N 50,4 0, 86 1 841
O 50, 0 0, 87 1 842
V předloženém vynálezu byly upraveny obsahy uhlíku, křemíku a chrómu pro získání požadovaných charakteristik nezbytných pro intenzívní růst sekundárních krystalů a vynikajících magnetických vlastností.
Příklad 4
Dvě taveniny s velmi nízkým obsahem uhlíku podle dosavadního stavu techniky a podle předloženého vynálezu jsou uvedeny v tabulce VII. Tavenina podle vynálezu obsahující 3,15 % křemíku a 0,3 % chrómu, přičemž dopočet je železo a obvyklé doprovodné nečistoty jako bor 0,0005 % nebo méně, molybden 0,06 % nebo méně, nikl 0,15 % nebo méně, fosfor 0,020 % nebo
-14CZ 296442 B6 mene a hliník 0,005 % nebo méně poskytuje měrný objemový odpor (p) asi 50 pQ.cm. Objemový podíl austenitu (yn5o°c) taveniny P podle dosavadního stavu techniky byl menší než 2 % a objemový podíl austenitu v tavenině Q podle vynálezu byl asi 5,6 %.
Tabulka VII
Přehled složení krystalově orientovaných elektrotechnických ocelí (P je dosavadní stav techniky, Q je slitina podle vynálezu)
ID Si c Cř
P 3,42 0,022 0,7
Q 3,17 0,018 0,32
Pokračování tabulky VII
ID Sn Přebytek Mn Přebytek Mrt+.O·, 46
Sn
P 0,007 0,022 0,0235
Q 0,007 0,010 0,0134
Mn S Al N
0,060 0,022 0,0007 0,0043
0,051 0,024 0,0007 0,0040
P * I I/t
0CR1 0CR1
50,4 <2,0 % 0,018 0,40 20 %
49,3 5,6 % 0,016 0,4.1 20 %
Obě taveniny byly zpracovány shodně s postupem podle příkladu 2 s následujícími výjimkami. Tavenina Q byla zpracována na konečnou tloušťku 0,26 mm za použití předběžné tloušťky 0,66 mm. Obsah uhlíku v taveninách byl nižší než je typické pro dosavadní stav techniky, nicméně tavenina Q podle předloženého vynálezu byla vyrobena s obsahem křemíku a chrómu vhodným pro intenzívní růst sekundárních krystalů.
Tavenina P měla nízké procento austenitu, což nepřispívá růstu stabilních sekundárních krystalů nezbytných pro dosažení vysoké kvality krychlové orientace. Nakonec byla tavenina P zpracována na méně rozhodující konečnou tloušťku 0,35 mm za použití předběžné tloušťky 0,8 mm. Výsledné magnetické vlastnosti získané v těchto pokusech jsou shrnuty v tabulce VHI.
Tabulka VIH
Přehled magnetických vlastností při tloušťce 0,26 a 0,35 mm
1 P Vlastnosti při tloušťce 0,26 mm Vlastnosti při tloušťce 0,35 mm
Ztráty v jádře 1,7T 60 Hz (W/kg) P ermeabilita μ£ při H=796 A/m Ztráty v jádře 1,7T 60 Hz (W/kg) Permeabilita μΓ při H=796 A/m
D
Dosavad- P 50,4 - - 1,87 1 810
ní stav
Vynález
Q 49,3
1/51
838
Poměrná magnetická permeabilita prostředí μΓ měřená při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m a ztráty v jádře 1,5 T 60 Hz v tabulce VIII ukazují vynikající magnetické vlastnosti
-15CZ 296442 B6 taveniny Q podle vynálezu navzdory nízkému obsahu uhlíku, zatímco tavenina P podle dosavadního stavu techniky má mezní magnetické vlastnosti, jaké lze očekávat od krystalově orientované elektrotechnické oceli podle dosavadního stavu techniky, mající velmi nízký obsah uhlíku.
Příklad 5
Byly prováděny pokusy zvýšit měrný objemový odpor p krystalově orientované elektrotechnické oceli podle dosavadního stavu techniky na asi 53 μΩ.αη zvýšením obsahu křemíku na asi 3,5 %. Obsah uhlíku, nezbytný pro dosažení potřebného množství austenitu před válcováním za studená však měl za následek tenčí izomorfní vrstvu a tím méně intenzívní růst sekundárních krystalů. Tabulka IX shrnuje chemii tavenin a mikrostrukturální výsledky těchto tavenin podle stavu techniky. Taveniny R a S byly zpracovány způsobem podle dosavadního stavu techniky na konečnou tloušťku 0,21 mm shodně s postupem podle příkladu 2 a poskytly nestejnorodé a pouze průměrné magnetické vlastnosti s poměrnou magnetickou permeabilitou μτ při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m v rozmezí 1799 až 1831 a ztrátami v jádře při 1,5 T 60 Hz vrozmezí 0,87 až 0,91 W/kg. Při těchto pokusech vykazoval proces v rostoucí míře růst nestabilních sekundárních krystalů, což zřejmě mělo za následek velmi malou tloušťku izomorfní vrstvy. Kromě toho se zhoršovaly mechanické vlastnosti, což se odráželo v horší pevnosti a vyšší teplotě přechodu tažnost-křehkost.
Tabulka IX
Přehled složení krystalově orientované elektrotechnické oceli (R,S je dosavadní stav techniky, T,U je podle vynálezu)
ID Si C Cr Mn S AI N
R 3,74 0,040 0,05 0,055 0,024 0,0006 0,0038
S 3,65 0,039 0,07 0,064 0,022 0,0010 0,0028
T 3,15 0,010 1,00 0, 060 0,025 0,0010 0,0040
u 3,35 0,015 1,20 0,060 0,025 0,0010 0,0040
Pokračování tabulky IX
ID Srí Přebytek PřebytekMn n % I I/t
Mn +0,46 Sn r ecRi ecRi
R 0, 009 0,014 0,0181 53,7 2,1 % 0,032 0,25 13 %
s 0, 010 0,026 0,0302 55,1 5,2 % 0,032 0,24 12 z
T 0,005 0,017 0,0195 53,5 5,0 % 0,010 0,43 21
u 0, 005 0,017 0,0195 56,9 5,0 % 0,015 0,36 18 %
Má se za to, že složení slitiny podle předloženého vynálezu může poskytnout krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel s vysokou úrovní měrného objemového odporu a růst stabilních sekundárních krystalů potřebný pro vytvoření vhodně silné izomorfní vrstvy s vhodným objemovým podílem austenitu. Dále se má za to, že krystalově orientované elektrotechnické oceli podle předloženého vynálezu poskytují vynikající fyzikální vlastnosti.
Zde diskutovaná výhodná provedení vynálezu představují krystalově orientovanou elektrotechnickou ocel s nízkými ztrátami v jádře. Mohou být vytvořena za použití chromkřemíkové slitiny podle vynálezu pomocí alespoň dvou válcování za studená pro získání stejnorodých
-16CZ 296442 B6 a vynikajících magnetických vlastností, které jsou příznivé ve srovnání s křemíkoželeznými slitinami podle dosavadního stavu techniky. Předložený vynález může také využít pás vyrobený za použití způsobů jako lití ingotů, lití tlustých desek, lití tenkých desek, lití pásu nebo dalších způsobů výroby souvislého pásu.
Je třeba chápat, že do rozsahu vynálezu spadají různé modifikace vynálezu, které je možno v duchu vynálezu vytvořit. Rozsah vynálezu je určen připojenými nároky.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (20)

1. Způsob výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli s lepšími magnetickými vlastnostmi, zahrnující kroky:
vytvoření horkým postupem vyrobeného pásu obsahujícího objemový podíl austenitu a izomorfní vrstvu na každém povrchu pásu, přičemž pás obsahuje 2,5 až 4,5% hmot, křemíku, 0,1 až 1,2% hmot, chrómu, méně než 0,050 % hmot, uhlíku, méně než 0,005 % hmot, hliníku, až 0,1 % hmot, síry, až 0,14 % hmot, selenu, 0,01 až 1 % hmot, manganu a dopočet tvoří železo a doprovodné nečistoty, přičemž pás má měrný objemový odpor p alespoň 45 μΩ.αη, obsah uhlíku je alespoň 0,010 % hmot., takže je v horkým postupem vyrobeném pásu přítomen objemový podíl austenitu alespoň 2,5 % a každá izomorfní vrstva má tloušťku alespoň 10 % celkové tloušťky horkým postupem vyrobeného pásu, válcování pásu za studená na předběžnou tloušťku,' žíhání za studená válcovaného pásu, válcování vyžíhaného pásu za studená na konečnou tloušťku, oduhličovací žíhání za studená válcovaného pásu pro dostatečné zabránění magnetickému stárnutí, povlékání alespoň jednoho povrchu vyžíhaného pásu žíhacím separačním povlakem, a konečné žíhání povlečeného pásu pro vyvolání růstu sekundárních krystalů, poskytujících poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1780.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že izomorfní vrstva na každém povrchu má tloušťku 15 až 40 % celkové tloušťky horkým procesem vyrobeného pásu.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že izomorfní vrstva na každém povrchu má tloušťku 20 až 35 % celkové tloušťky horkým procesem vyrobeného pásu.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že mikrostruktura pásu před válcováním za studená na konečnou tloušťku sestává z jemného karbidu železa srážejícího se ve feritové fázi, mající méně než 1 % obj. martenzitu a/nebo zbylého austenitu.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že vyžíhaný pás se před válcováním za studená na konečnou tloušťku pomalu chladí rychlostí ne větší než 10 °C za sekundu na 650 °C a následně se rychle chladí rychlostí alespoň 23 °C za sekundu na asi 315 °C.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se pás před válcováním za studená na předběžnou tloušťku žíhá při teplotě 750 až 1150 °C po dobu až 10 minut a pomalu se chladí na teplotu menší než 500 °C.
-17CZ 296442 B6
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že mikrostruktura pásu před válcováním za studená na konečnou tloušťku sestává z jemného karbidu železa srážejícího se ve feritové fázi mající méně než 1 % obj. martenzitu a/nebo zbylého austenitu a pás má před válcováním za
5 studená na konečnou tloušťku alespoň 0,010 % hmot, uhlíku.
8. Způsob podle nároku 1, vy znač u j íc í se tí m , že měrný objemový odpor p je alespoň 50 μΩ.αη.
ίο
9. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tí m , že uhlíku není více než 0,03 % hmot., takže objemový podíl austenitu není větší než 10,0 %.
10. Způsob podle nároku 1, v y z n a Č u j í c í se t í m , že chrómu je 0,2 až 0,6 % hmot.
15
11. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tí m , že manganu je 0,05 až 0,07 % hmot, a síry je 0,02 až 0,03 % hmot.
12. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že křemíku je 2,9 až 3,8 % hmot.
20
13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oduhličený pás má méně než
0,003 % hmot, uhlíku.
14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pás se předběžně žíhá před válcováním za studená na konečnou tloušťku pásu při teplotě alespoň 800 °C po dobu alespoň
25 5 sekund.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pás se oduhličuje žíháním po válcování za studená na konečnou tloušťku pásu při teplotě alespoň 800 °C po dobu alespoň 5 sekund.
30
16. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že pás se finálně žíhá při teplotě alespoň 1100 °C po dobu alespoň 5 hodin.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že pás se finálně žíhá při teplotě alespoň 1200 °C po dobu alespoň 20 hodin.
18. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že tloušťka horkým způsobem vyrobeného pásuje 1,7 až 3,0 mm.
19. Způsob výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli s lepšími magnetickými vlast40 nostmi, zahrnující kroky:
vytvoření horkým postupem vyrobeného pásu o tloušťce 1,5 až 4,0 mm, obsahujícího objemový podíl austenitu a izomorfní vrstvu na každém povrchu pásu, přičemž pás obsahuje 2,5 až 4,5 % hmot, křemíku, 0,1 až 1,2% hmot, chrómu, ne více než 0,030 % hmot, uhlíku, méně než 0,005 % hmot, hliníku, až 0,1 % hmot, síry, až 0,14 % hmot.
45 selenu, 0,01 až 1% hmot, manganu a dopočet tvoří železo a doprovodné nečistoty, přičemž pás má měrný objemový odpor p alespoň 45 μΩ.αη a každá izomorfní vrstva má tloušťku 10 až 40 % celkové tloušťky horkým postupem vyrobeného pásu, žíhání pásu na teplotu alespoň 800 °C, přičemž vyžíhaný pás obsahuje alespoň 0,010 % hmot, uhlíku, takže objemový podíl austenitu je 50 2,5 až 10,0 %, válcování pásu za studená na předběžnou tloušťku,
-18CZ 296442 B6 žíhání za studená válcovaného pásu, přičemž mikrostruktura pásu sestává z jemného karbidu železa srážejícího se ve feritové fázi mající méně než 1 % obj. martenzitu a/nebo zbylého austenitu, válcování vyžíhaného pásu za studená na konečnou tloušťku, oduhličovací žíhání za studená válcovaného pásu pro dostatečné zabránění magnetickému stárnutí, povlékání alespoň jednoho povrchu vyžíhaného pásu žíhacím separačním povlakem, a konečné žíhání povlečeného pásu pro vyvolání růstu sekundárních krystalů, poskytujících poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1780.
20. Způsob výroby krystalově orientované elektrotechnické oceli s lepšími magnetickými vlastnostmi, zahrnující kroky:
vytvoření horkým postupem vyrobeného pásu o tloušťce 1,7 až 3,0 mm, obsahujícího objemový podíl austenitu a izomorfní vrstvu na každém povrchu pásu, přičemž pás obsahuje 2,9 až 3,8 % hmot, křemíku, 0,2 až 0,7 % hmot, chrómu, ne více než 0,030 % hmot, uhlíku, méně než 0,005 % hmot, hliníku, 0,020 až 0,030 % hmot, síry, 0,015 až 0,05 % hmot, selenu, 0,05 až 0,07 % hmot, manganu a dopočet tvoří železo a doprovodné nečistoty, žíhání horkým postupem vyrobeného pásu na teplotu 1000 až 1125 °C po dobu 10 minut, přičemž vyžíhaný pás má měrný objemový odpor p alespoň 50 μΩ-cm, a obsahuje alespoň 0,010 % hmot, uhlíku, takže objemový podíl austenitu je 4,0 až 10,0 %, a izomorfní vrstva na každém povrchu má tloušťku 0,17 až 1,20 mm, válcování pásu za studená na předběžnou tloušťku, žíhání za studená válcovaného pásu při teplotě alespoň 800 °C po dobu alespoň 5 sekund, a pomalé chlazení pásu rychlostí ne větší než 10 °C za sekundu na 650 °C a následné rychlé chlazení rychlostí alespoň 23 °C za sekundu na asi 315 °C, čímž mikrostruktura pásu sestává z jemného karbidu železa srážejícího se ve feritové fázi mající méně než 1% obj. martenzitu a/nebo zbylého austenitu, válcování vyžíhaného pásu za studená na konečnou tloušťku, oduhličovací žíhání za studená válcovaného pásu na méně než 0,003 % hmot, uhlíku, povlékání alespoň jednoho povrchu vyžíhaného pásu žíhacím separačním povlakem, a konečné žíhání povlečeného pásu na alespoň 1100 °C po dobu alespoň 5 hodin pro vyvolání růstu sekundárních krystalů, poskytujících poměrnou magnetickou permeabilitu prostředí μΓ měřenou při intenzitě magnetického pole H = 796 A/m alespoň 1780.
CZ0060698A 1997-02-28 1998-02-27 Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli CZ296442B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/808,894 US5702539A (en) 1997-02-28 1997-02-28 Method for producing silicon-chromium grain orieted electrical steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ60698A3 CZ60698A3 (cs) 1998-09-16
CZ296442B6 true CZ296442B6 (cs) 2006-03-15

Family

ID=25200034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0060698A CZ296442B6 (cs) 1997-02-28 1998-02-27 Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5702539A (cs)
EP (1) EP0861914B1 (cs)
JP (1) JP4558109B2 (cs)
KR (1) KR100526377B1 (cs)
CN (1) CN1077601C (cs)
BR (1) BR9705442A (cs)
CZ (1) CZ296442B6 (cs)
DE (1) DE69738447T2 (cs)
PL (1) PL184552B1 (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6149862A (en) * 1999-05-18 2000-11-21 The Atri Group Ltd. Iron-silicon alloy and alloy product, exhibiting improved resistance to hydrogen embrittlement and method of making the same
IT1316030B1 (it) * 2000-12-18 2003-03-26 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la fabbricazione di lamierini a grano orientato.
JP2002220642A (ja) * 2001-01-29 2002-08-09 Kawasaki Steel Corp 鉄損の低い方向性電磁鋼板およびその製造方法
US7887645B1 (en) * 2001-05-02 2011-02-15 Ak Steel Properties, Inc. High permeability grain oriented electrical steel
BR0212482A (pt) * 2001-09-13 2004-08-24 Ak Properties Inc Método para produzir uma tira de aço elétrico de grão orientado
EP1501951B2 (en) * 2002-05-08 2013-08-28 Ak Steel Properties, Inc. Method of continuous casting non-oriented electrical steel strip
US20050000596A1 (en) * 2003-05-14 2005-01-06 Ak Properties Inc. Method for production of non-oriented electrical steel strip
FR2867991B1 (fr) * 2004-03-25 2007-05-04 Ugine Et Alz France Sa Bandes en acier inoxydable austenitique d'aspect de surface mat
KR100817168B1 (ko) * 2006-12-27 2008-03-27 주식회사 포스코 자성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법
KR100797997B1 (ko) * 2006-12-27 2008-01-28 주식회사 포스코 자성과 생산성이 우수한 방향성 전기강판의 제조방법
BRPI0921093A2 (pt) * 2008-11-14 2015-12-15 Ak Steel Properties Inc decapagem férrica de aço ao silício.
CN101748257B (zh) * 2008-12-12 2011-09-28 鞍钢股份有限公司 一种取向硅钢的生产方法
JP5923879B2 (ja) * 2010-06-29 2016-05-25 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP6556135B2 (ja) 2013-08-27 2019-08-07 エーケー スティール プロパティ−ズ、インク． 改良されたフォルステライト被膜特性を有する方向性珪素鋼の製造方法
US20230212720A1 (en) 2021-12-30 2023-07-06 Cleveland-Cliffs Steel Properties Inc. Method for the production of high permeability grain oriented electrical steel containing chromium

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB855750A (en) * 1958-03-20 1960-12-07 Westinghouse Electric Corp Improvements in or relating to oriented magnetic sheet
US3337373A (en) * 1966-08-19 1967-08-22 Westinghouse Electric Corp Doubly oriented cube-on-face magnetic sheet containing chromium
SU396417A1 (ru) * 1971-07-05 1973-08-29 Электротехническая сталь
JPS5410922B2 (cs) * 1972-12-19 1979-05-10
GB2130241B (en) * 1982-09-24 1986-01-15 Nippon Steel Corp Method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having a high magnetic flux density
JPS62202024A (ja) * 1986-02-14 1987-09-05 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法
US5061326A (en) * 1990-07-09 1991-10-29 Armco Inc. Method of making high silicon, low carbon regular grain oriented silicon steel
JPH0781166B2 (ja) * 1990-07-23 1995-08-30 新日本製鐵株式会社 鉄損の少ない一方向性電磁鋼板の製造方法
JP2693327B2 (ja) * 1991-10-28 1997-12-24 アームコ・インコーポレイテッド 標準高珪素低炭素結晶粒配向珪素鋼の製造方法
KR960010811B1 (ko) * 1992-04-16 1996-08-09 신니뽄세이데스 가부시끼가이샤 자성이 우수한 입자배향 전기 강 시트의 제조방법
JP2648424B2 (ja) * 1992-11-02 1997-08-27 川崎製鉄株式会社 磁気特性の優れた方向性けい素薄鋼板の製造方法
US5288736A (en) * 1992-11-12 1994-02-22 Armco Inc. Method for producing regular grain oriented electrical steel using a single stage cold reduction
US5421911A (en) * 1993-11-22 1995-06-06 Armco Inc. Regular grain oriented electrical steel production process
CN1091087C (zh) * 1994-10-19 2002-09-18 弗门尼舍有限公司 制备醇的方法
US5643370A (en) * 1995-05-16 1997-07-01 Armco Inc. Grain oriented electrical steel having high volume resistivity and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10259424A (ja) 1998-09-29
US5702539A (en) 1997-12-30
PL184552B1 (pl) 2002-11-29
CN1077601C (zh) 2002-01-09
KR19980070142A (ko) 1998-10-26
PL323018A1 (en) 1998-08-31
CZ60698A3 (cs) 1998-09-16
CN1191900A (zh) 1998-09-02
EP0861914A1 (en) 1998-09-02
KR100526377B1 (ko) 2005-12-21
EP0861914B1 (en) 2008-01-09
DE69738447T2 (de) 2008-12-24
BR9705442A (pt) 1999-07-06
JP4558109B2 (ja) 2010-10-06
DE69738447D1 (de) 2008-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100441234B1 (ko) 높은체적저항률을갖는결정립방향성전기강및그제조방법
KR100566597B1 (ko) 역자화 손실이 작고 극성이 높은 방향성 전기 강판 제조 방법
JP5779303B2 (ja) 高透磁率方向性電磁鋼材
CZ296442B6 (cs) Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli
JP2001520311A5 (cs)
KR930001330B1 (ko) 자속밀도가 높은 일방향성 전자강판의 제조방법
CZ288875B6 (cs) Způsob výroby elektroplechu s orientovaným zrnem
KR100288351B1 (ko) 한단계의 냉간압연공정을 사용하는 표준 결정립 방향성 전기강 제조 방법
JP2002060842A (ja) 磁束密度の高い方向性電磁鋼板の製造方法
CN113710822A (zh) 取向性电磁钢板的制造方法
US20230212720A1 (en) Method for the production of high permeability grain oriented electrical steel containing chromium
JPH083699A (ja) 歪取焼鈍後鉄損に優れる無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPS6253571B2 (cs)
EP0537398B2 (en) Method of making regular grain oriented silicon steel without a hot band anneal
KR950014313B1 (ko) 소량의 보론첨가로 입자-방향성 규소강을 제조하는 방법
WO2008078947A1 (en) Method of manufacturing grain-oriented electrical steel sheets
JP2653948B2 (ja) 熱鋼帯焼なましなしの標準結晶粒配向珪素鋼の製法
EP4079872A2 (en) Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same
PL89829B1 (en) Silicon steel with high magnetic permeability - prepd. by casting, hot-rolling, annealing and cooling[FR2228854A1]
KR20110072850A (ko) 자성이 우수한 방향성 전기강판의 안정적 제조방법 및 여기에 사용되는 방향성 전기강판 슬라브
JPS5842244B2 (ja) 方向性ケイ素鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20180227