DE10160644A1

DE10160644A1 - Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE10160644A1
Application number: DE10160644A
Authority: DE
Inventors: Ryutaro Kawamata; Takeshi Kubota
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: DE10160644B4; JP4303431B2; KR100442567B1; US20020153063A1; CN1267941C; JP2002348644A; CN1359113A; US6743304B2; KR20020046222A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kernverlust zur Verfügung, gekennzeichnet dadurch, daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausgedrückt enthält: DOLLAR A Si: 0,4% oder weniger DOLLAR A Ni: 2,0% bis 6,0% und DOLLAR A Mn: 0,5% oder weniger, DOLLAR A wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m eine magnetische Flußdichte B¶25¶ von 1,70 T oder höher und bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m eine magnetische Flußdichte B¶50¶ von 1,80 T oder höher hat.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein nichtorientiertes bzw. nichtkornorientiertes Elektro stahlblech, das als ein Eisenkernmaterial einer elektrischen Vorrichtung verwendet wird, das bisher einmalige hervorragende magnetische Eigenschaften, wie etwa äußerst hohe magnetische Flußdichte und niedrigen Kernverlust, hervorragende Formbarkeit, wie etwa hervorragende Stanzeigenschaften und hervorragende Rostbeständigkeit hat, ein Produkt, das unter Verwendung des nichtorientierten Elektrostahlblechs hergestellt wurde, und ein Herstellungs verfahren dafür.

In den letzten Jahren verbreiten sich inmitten des weltweiten Trends zur globalen Umwelterhaltung, einschließ lich dem Sparen von elektrischer Leistung und Energie und Vorschriften gegen die Freongasemission, die Aktivitäten zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit auf dem Gebiet der elektrischen maschinellen Anlagen und Vorrichtungen, insbe sondere der rotierenden maschinellen Anlagen und mittel großen und kleinen Transformatoren, in denen nichtorien tierte Elektrostahlbleche als Eisenkernmaterialien verwendet werden, schnell. Aus diesem Grund wird die Nachfrage nach der Verbesserung der Eigenschaften von nichtorientierten Elektrostahlblechen, nämlich nach höherer magnetischer Flußdichte und niedrigerem Kernverlust, stärker.

Die Verringerung des Kernverlusts eines nicht orientierten Elektrostahlblechs wurde hauptsächlich durchgeführt, indem der spezifische Widerstand durch die Zu gabe von Si und Al erhöht wurde, und indem dadurch der Joule-Wärmeverlust verringert wurde, welcher durch den Ver lust an Wirbelstrom verursacht wird, welcher durch jedes Stahlblech fließt, das bei seiner Anwendung einen Eisenkern bildet.

Unter den Energieverlusten einer rotierenden Ma schine oder Vorrichtung, die einen Eisenkern enthält, kann jedoch beim Energieverlust der Kupferverlustanteil, welcher der Joule-Wärmeverlust ist, der durch den elektrischen Strom verursacht wird, der durch einen um den Kern gewickelten ge wundenen Draht fließt, nicht vernachlässigt werden. Um den Kupferverlust zu verringern, ist es wirksam, die Stromdichte zu verringern, die notwendig ist, um einen Kern bis zu einer gewissen magnetischen Feldstärke zu erregen, und deshalb kann die Entwicklung eines Materials, das bei einem gleichen Erregerstrom eine höhere magnetische Flußdichte zeigt, nicht vermieden werden. Die Entwicklung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit ultrahoher magnetischer Flußdichte ist also wesentlich.

Durch die Realisierung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit ultrahoher magnetischer Flußdichte wird es möglich, sowohl eine rotierende Maschine als auch einen Eisenkern zu miniaturisieren, und für einen be weglichen Körper, wie etwa ein Automobil oder ein elektri sches Auto, in dem eine rotierende Maschine und ein Eisenkern montiert sind, wird es auch möglich, den Energieverlust während des Betriebs durch die Gewichtsverringerung des ganzen Körpers zu verringern. Ferner wird das Drehmoment im Fall einer rotierenden Maschine erhöht, und eine kleinere rotierende Maschine mit höherer Leistung kann realisiert werden.

Wenn ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte realisiert werden kann, kann somit nicht nur der Energieverlust eines Eisenkerns und einer rotierenden Maschine während ihres Betriebes verrin gert werden, sondern die um sich greifende Wirkung erstreckt sich unabschätzbar auf das gesamte Anlagensystem, in das sie eingebaut sind.

Herkömmliche Herstellungsverfahren für nicht orientierte Elektrostahlbleche mit hoher magnetischer Flußdichte werden umskizziert. In der geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. S62-61644 wird ein Verfahren zum Vergröbern einer Kristallstruktur nach dem Warmwalzen offen bart, indem die Warmwalz-Endbearbeitungstemperatur auf 1000°C oder mehr gesteuert wird und auch indem die Kristall struktur vor dem Kaltwalzen vergröbert wird, während ein Glühverfahren in der Endbearbeitung eliminiert wird. In ei nem tatsächlichen Endbearbeitungs-Warmwalzwerk gibt es je doch den Nachteil, daß es schwierig ist, die ungleichmäßige Temperaturverteilung entlang der Längsrichtung einer Stahl rolle und damit die entlang ihrer Längsrichtung schwankenden magnetischen Eigenschaften zu beseitigen, weil die Walzge schwindigkeit zum Zeitpunkt, wenn die Walzen die Spitze der Stahlrolle schneiden, sich von der in einem gleichmäßigen Walzzustand unterscheidet.

In der Zwischenzeit wird in den ungeprüften japa nischen Patentveröffentlichungen Nr. S54-76422 und S55-136718 ein Verfahren zum Selbstglühen, in dem ein warmge walztes Stahlblech bei einer hohen Temperatur zwischen 700°C und 1000°C gewickelt wird und die Rolle selbst mit der darin gestauten Wärme geglüht wird, als ein Mittel offenbart, eine Kostenzunahme zu vermeiden, die durch das Hinzufügen eines Verfahrens zum Glühen des warmgewalzten Stahlblechs und zum Vergröbern der Kristallstruktur vor dem Kaltwalzen verur sacht wird. In den Ausführungsformen dieser Patentveröffent lichungen werden jedoch alle Selbstglühungen aus einem glei chen Grund im α-Phasenbereich durchgeführt, und das Vergrö bern der Kristallstruktur vor dem Kaltwalzen ist begrenzt.

Ferner wird in der geprüften japanischen Patent veröffentlichung Nr. H8-32927 eine Technologie zum Beizen eines warmgewalzten Stahlblechs, das aus einem Stahlmaterial besteht, welches weniger als 0,01% C, 0,5% bis 3,0% Si, 0,1% bis 1,5% Mn, 0,1% bis 1,0% Al, 0,005% bis 0,016% P und weni ger als 0,005% S enthält, danach Kaltwalzen des gebeizten Blechs bei einem Kältereduktionsverhältnis von 5% bis 20%, Glühen des kaltgewalzten Stahlblechs für 0,5 bis 10 Minuten bei einer Temperatur zwischen 850°C und 1000°C oder für 1 bis 10 Stunden bei einer Temperatur zwischen 750°C und 850°C und dann Anwenden der Endbearbeitungsglühung offenbart. Die ses Verfahren ist nicht ausreichend, um die magnetische Flußdichte im Vergleich zum herkömmlichen warmgewalzten Stahlblech-Glühverfahren zu verbessern und kann die Anforde rungen der Kunden nach der Verbesserung der magnetischen Eigenschaften eines nichtorientierten Elektrostahlblechs nicht erfüllen.

Außerdem werden als die Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von nichtorientierten Elektrostahlblechen durch Verbesserung der primär rekristallisierten Textur die Verfahren zur Herstellung nichtorientierter Elektrostahlbleche mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften offenbart, wobei die Textur in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. S55-158252 durch den Zusatz von Sn, in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung S62-180014 durch Sn und Cu oder in der ungeprüften japanischen Patentveröffentli chung S59-100217 durch Sb verbessert wird.

Jedoch kann selbst der Zusatz dieser Textur-Steue rungselemente, wie Sn, Cu oder Sb, die Anforderungen der Kunden an ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kernverlust nicht erfüllen.

Als ein weiteres Verfahren wird, wie in der unge prüften japanischen Patentveröffentlichung S57-35626 offen bart, die Verbesserung im Herstellungsverfahren, wie etwa das Konstruieren eines abschließenden Glühwärmezyklus durch geführt. Die Versuche lassen jedoch wenig Wirkung auf die Verbesserung der magnetischen Flußdichte erkennen, wenn gleich eine Verbesserung des Kernverlusts beobachtet wird.

Es gibt, wie weiter unten beschrieben, drei be kannte Technologien, um durch Zusatz von Ni eine hohe magne tische Flußdichte zu erzielen.

In der ungeprüften japanischen Patentveröffentli chung Nr. H6-271996 ist ein Verfahren zur Erzielung einer hohen magnetischen Flußdichte und niedrigem Kernverlust of fenbart, indem neben der Zugabe von Ni die Elemente Sn, Sb, Cu und ähnliche zugesetzt werden. In der tatsächlichen Her stellung gibt es jedoch das Problem, daß die Herstellungs kosten erhöht werden, da es erforderlich ist, die Abkühlge schwindigkeit in dem Zweiphasenbereich vom A_r3-Punkt zum A_r1-Punkt entweder nach der Verfestigung durch eine Schnell kühlung oder durch erneutes Erwärmen des Materials nach dem Schnellkühlen auf eine Temperatur nicht unter der A_c3-Über gangstemperatur zu steuern. Ferner wird in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. H8-246108 ein Mate rial mit hoher magnetischer Flußdichte und geringer An isotropie durch den Zusatz von Ni offenbart. In der tatsäch lichen Herstellung ist es jedoch erforderlich, das Material glühend endzubearbeiten, indem es auf eine Temperatur nicht unter der A_c3-Temperatur erwärmt wird, und daher gibt es ein Problem, daß der Kernverlust wegen der inneren Oxidation des Stahls mit Ni-Zusatz leicht verschlechtert wird. Außerdem werden in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. H8-109449 ein Material, welches beansprucht, durch Zu satz von Ni eine hohe magnetische Flußdichte und geringe Anisotropie zu haben, und sein Herstellungsverfahren offen bart. In dem tatsächlichen Herstellungsverfahren ist das Glühen eines warmgewalzten Stahlblechs oder das Selbstglühen desselben jedoch wesentlich, und das Problem, daß der Kern verlust wegen des Auftretens der inneren Oxidation von Ni während des Glühens verschlechtert wird, kann nicht gelöst werden.

Wie weiter oben beschrieben, können die herkömmli chen Technologien kein nichtorientiertes Elektrostahlblech herstellen, das nicht nur geringe Kernverluste, sondern auch eine ultrahohe magnetische Flußdichte hat, und können deshalb die weiter oben beschriebenen Anforderungen an ein nichtorientiertes Elektrostahlblech nicht erfüllen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht nur durch Lie ferung eines Stahls mit Ni-Zusatz mit ultrahoher magneti scher Flußdichte, sondern auch durch das Angebot eines kos tengünstigen Verfahrens gekennzeichnet, welches in der Lage ist, eine ultrahohe magnetische Flußdichte und geringe An isotropie zu erreichen, ohne eine spezielle Wärmebehandlung zu erfordern, und dieses Merkmal kann erreicht werden, indem die Mengen der zugesetzten Legierungselemente, abgesehen von Ni, verringert werden und P zugesetzt wird. Ferner kann die innere Oxidation von Ni verhindert werden, indem ein abschließendes Glühen bei einer niedrigen Temperatur im α- Phasenbereich angewendet wird, und dadurch wird es erstmals möglich, ein B₂₅, was die magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m ist und niedriger als B₅₀ ist, von bis zu 1,70 T oder höher zu erreichen, und gleichzeitig ein B_25R, was die durch die Gleichung (2) berechnete magnetische Flußdichte ist, bis 1,65 T oder höher zu machen.

In der vorliegenden Erfindung kann der Zusatz von Ni und die Steuerung der Zugabe von Si, Al und Mn die See wetterbeständigkeit gegen Natriumchlorid und ähnliches er heblich verbessern, insbesondere indem die Innenschichtteile der Rostschichten in den Stahlblechoberflächenschichten dicht gemacht werden und somit das Eindringen von Chloridionen unterbunden wird. Ferner wurde auch deutlich, daß die Zugabe von P in einer passenden Menge die Rostbe ständigkeit, die durch die Zugabe von Ni ausgelöst wurde, weiter verbessern kann.

Außerdem wurde in der vorliegenden Erfindung neu herausgefunden, daß Nb, das in dem herkömmlichen wetterbe ständigen Stahl zugesetzt wurde, die magnetische Flußdichte eines nichtorientierten Elektrostahlblechs beträchtlich verschlechtert, und daß durch Steuern der Zugabemenge von Nb ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte mit Rostbeständigkeit, Wetterbeständigkeit und magnetischen Eigenschaften zusammen erfolgreich entwickelt werden kann.

Dank der obigen Entwicklung kann ein nicht orientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte gemäß der vorliegenden Erfindung sogar in einem Betrieb und ähnlichem verarbeitet und gelagert werden, der sich in der Umgebung nahe einer Küste befindet, was für die Verarbeitung eines herkömmlichen nichtorientierten Elektrostahlblechs ungünstig war. Gleichzeitig kann das Rosten während des Transports ebenfalls verhindert werden und dies ist ein Vorteil bei der Vereinfachung der Ver packung.

Im Fall eines magnetischen Schalterkerns ist über dies die Rostbeständigkeit der blanken Oberfläche eines Me talls wichtig, weil die Endfläche eines Schalters jedes Mal, wenn der Schalter tätig wird, einem Stoß unterzogen wird, und daher ist eine Maßnahme erforderlich, wie zum Beispiel den Schalter in der Umgebung, in der der Schalter wahr scheinlich Natriumchlorid und ähnlichem ausgesetzt ist, selbst in ein spezielles Gehäuse einzuschließen. Durch Ver wenden eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit ultrahoher magnetischer Dichte und Rostbeständigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, einen magne tischen Schalter in einer korrodierenden Umgebung zu verwen den, wo er bisher kaum verwendet wurde.

Durch Verwenden eines nichtorientierten Elektrostahls mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und Rostbeständigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein magnetischer Schalter ferner miniaturisiert werden, und die anziehende Kraft wird ebenfalls vergrößert, weil durch die Wirkung der ultrahohen magnetischen Flußdichte, selbst wenn der Erregerstrom oder die Anzahl der Windungen eines Drahts verringert wird, eine starke Anziehungskraft erzielt werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme der herkömmlichen Technologien zu lösen und ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kernverlust zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe kann durch die in den Patentansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.

Der Kern der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:

1. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine magnetische Flußdichte B₂₅ von 1,70 T oder höher und eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher hat.
2. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und geringer magnetischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine magnetische Flußdichte B₂₅ von 1,70 T oder höher und eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher hat; und wobei die Differenz zwischen der ledig lich für eine Probe in der Längsrichtung gemessenen magneti schen Flußdichte B₅₀L und der lediglich für eine Probe in der Querrichtung gemessenen magnetischen Flußdichte B₅₀C 350 Gauss oder weniger ist.
3. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kern verlust, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
und ferner
C: 0,003% oder weniger,
S: 0,003% oder weniger,
N: 0,003% oder weniger und
Ti + S + N: 0,005% oder weniger,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine magnetische Flußdichte B₂₅ von 1,70 T oder höher und eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher und einen Kernverlust W_15/50 nach dem Beizen, Kaltwalzen und Glühen von 8 W/kg oder weniger hat.
4. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte gemäß einem der Punkte (1) bis (3), das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,82 T oder mehr hat.
5. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Al: 0,5% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine durch die unten erwähnte Gleichung (1) definierte magnetische Flußdichte B_25R von 1,65 T oder höher und eine durch die unten erwähnte Gleichung (2) definierte magnetische Flußdichte B_50R von 1,75 T oder höher hat;
B_25R = (B_25-L + 2xB_25-22,5 + 2xB_25-45 + 2xB_25-67,5 + Bx_25-C)/8 (1)
wobei
B_25-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_25-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 22,5 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_25-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 45 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_25-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 67,5 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_25-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung senkrechten Richtung auf einer Stahlblechoberfläche ausgeschnitten wurde;
B_50R = (B_50-L + 2B_50-22,5 + 2B_50-45 + 2B_50-67,5 + B_50-C)/8 (2)
wobei
B_50-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_50-22,5 magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 22,5 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist.
B_50-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 45 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_50-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 67,5 Grad geneigt ist,
B_50-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung senkrechten Richtung auf einer Stahlblechoberfläche ausgeschnitten wurde.
6. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kern verlust, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Al: 0,5% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
und ferner
C: 0,003% oder weniger,
S: 0,003% oder weniger,
N: 0,003% oder weniger und
Ti + S + N: 0,005% oder weniger,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine durch die unten erwähnte Gleichung (1) definierte magnetische Flußdichte B_25R von 1,65 T oder hö her, eine durch die unten erwähnte Gleichung (2) definierte magnetische Flußdichte B_50R von 1,75 T oder höher und einen Kernverlust von W_15/50 nach dem Beizen, Kaltwalzen und Glü hen von 8 W/kg oder weniger hat;
B_25R = (B_25-L + 2xB_25-22,5 + 2xB_25-45 + 2xB_25-67,5 + Bx_25-C/8 (1)
wobei
B_25-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_25-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 22,5 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_25-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 45 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_25-67,5: magnetische Flußdichte auf einer Stahl blechoberfläche bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausge schnitten wurde, die gegen die Walzrichtung um 67,5 Grad ge neigt ist,
B_25-C: magnetische Flußdichte auf einer Stahl blechoberfläche bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung senkrechten Richtung ausgeschnitten wurde;
B_50R = (B_50-L + 2xB_50-22,5 + 2xB_50-45 + 2xB_50-67,5 + Bx_50-C)/8 (2)
wobei
B_50-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_50-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 22,5 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_50-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 45 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_50-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung um 67,5 Grad auf einer Stahlblechoberfläche geneigt ist,
B_50-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung senkrechten Richtung auf einer Stahlblechoberfläche ausgeschnitten wurde.
7. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kernverlust nach Punkt (5) oder (6), dadurch gekennzeichnet, daß es eine magnetische Flußdichte B_50R von 1,79 T oder höher hat.
8. Eisenkern mit hervorragenden Stanzeigenschaf ten, der für eines der folgenden verwendet wird: einen Rotor und einen Stator einer rotierenden Maschine, eine Drossel, ein Vorschaltgerät, eine Drosselspule, einen EI-Kern und ei nen Transformator: gekennzeichnet dadurch, daß er unter Ver wendung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß einem der Punkte (1) bis (7) hergestellt wird.
9. Magnetische Abschirmvorrichtung, gekennzeich net dadurch, daß sie unter Verwendung eines nichtorien tierten Elektrostahlblechs gemäß einem der Punkte (1) bis (7) hergestellt wird.
10. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, das aus einer kubischen Textur besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Festigkeit an den Stellen mit α = 90°, β = 90° und 270° in der ganzen (100)-Polfigur der Schicht, die sich in der Mitte der Blechdicke befindet, 0,5 oder höher ist.
11. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, das aus einer kubischen Textur besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Festigkeit an den Stellen mit α = 90°, β = 90° und 270° in der ganzen (100)-Polfigur der Schicht, die sich in der Tiefe von ein Fünftel der Blechdicke von der Oberfläche entfernt befindet, 0,5 oder höher ist.
12. Herstellungsverfahren für ein nichtorien tiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, gekennzeichnet dadurch: daß eine Bramme verwen det wird, die chemische Bestandteile enthält, welche in ei nem der Punkte (1), (2), (3), (5) und (6) spezifiziert sind, wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, daß die Bramme zu einem warmgewalzten Stahlblech warmgewalzt wird, daß das genannte Stahlblech nach dem Bei zen einmal kaltgewalzt wird, und daß dann ein Endbearbei tungsglühen angewendet wird.
13. Herstellungsverfahren für ein nichtorien tiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte gemäß Punkt (12), gekennzeichnet durch das Anwen den der Endbearbeitungsglühung in dem α-Phasenbereich.
14. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, hervorragender Rost beständigkeit und hervorragender Wetterbeständigkeit gemäß einem der Punkte (1) bis (7), gekennzeichnet dadurch, daß der Gehalt von Nb geringer als 0,005 Gewichtsprozent ist.
15. Eisenkern für einen Magnetschalter mit her vorragender Rostbeständigkeit und Wetterbeständigkeit, da durch gekennzeichnet, daß er entweder unter Verwendung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß Punkt (10) oder (11) mit einem Nb-Gehalt von weniger als 0,005 Ge wichtsprozent oder eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß Punkt (14) hergestellt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwi schen dem Si-Gehalt und der magnetischen Flußdichte B₂₅ ei nes Stahls zeigt, der 3% Ni enthält,

Fig. 2 ist eine Skizze, die die ganze (100)-Pol figur der Schicht in der Mitte der Blechdicke eines Produkts zeigt, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist,

Fig. 3 ist eine Skizze, die die ganze (100)-Pol figur der Schicht zeigt, die sich in der Tiefe von einem Fünftel der Blechdicke von der Oberfläche eines Produkts entfernt befindet, welches gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die gegenwärtigen Erfinder haben als ein Ergebnis der umfassenden Untersuchungen, um in der Vergangenheit nie da gewesene ultrahohe magnetische Flußdichten zu erreichen, neu herausgefunden, daß Elemente, wie zum Beispiel Si, Mn und Al, die herkömmlicherweise zugesetzt wurden, um die mag netischen Eigenschaften eines nichtorientierten Elektrostahlblechs zu verbessern, eher nachteilig für das Erzielen einer ultrahohen magnetischen Flußdichte waren. Ferner haben die gegenwärtigen Erfinder neu herausgefunden, daß diese Elemente nicht nur die magnetische Flußdichte B₅₀ bei einer magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, welche herkömmlicherweise als ein Bewertungsindex für die magnetische Flußdichte verwendet wurde, sondern auch die Magnetisierungseigenschaften bei einer niedrigen magnetischen Feldstärke erheblich verschlechterten, und brachten somit die vorliegende Erfindung zum Abschluß.

Außerdem fanden die gegenwärtigen Erfinder heraus, daß der Zusatz von P in einer kleinen Menge wirksam bei der Verbesserung der magnetischen Flußdichte und beim Verringern der Anisotropie war und fanden außerdem neu heraus, daß es möglich ist, gleichzeitig sowohl eine ultrahohe magnetische Dichte als auch einen niedrigen Kernverlust zu erzielen, in dem die Reinheit eines Stahlmaterials über einem gewissen Niveau gehalten wird, was in der Vergangenheit nicht reali siert werden konnte.

Ferner fanden die gegenwärtigen Erfinder neu her aus, daß die Wärmebehandlung eines warmgewalzten Stahl blechs, die herkömmlicherweise in der Herstellung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit hoher magnetischer Flußdichte als wesentlich betrachtet wurde, vom Standpunkt der Verbesserung des Kernverlusts aus im Gegenteil schädlich war, und entdeckten ein optimales Herstellungsverfahren.

Zuerst werden hier weiter unten die chemischen Be standteile erklärt, wobei der Gehalt jedes chemischen Be standteils in Form von Gewichtsprozent ausgedrückt wird. Der Gehalt an Si wird auf 0,4% oder weniger ge steuert, weil Si die magnetische Flußdichte eines Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung verschlechtert und dafür schädlich ist.

Der Gehalt an Mn wird auf 0,5% oder weniger ge steuert, weil Mn die magnetische Flußdichte eines Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung verschlechtert und dafür schädlich ist.

Der Gehalt an Al wird im wesentlichen auf das Ni veau unvermeidbarer Verunreinigungen gesteuert, weil Al die magnetische Flußdichte eines Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung verschlechtert und dafür schädlich ist. Jedoch ist ein Al-Gehalt von 0,5% oder weniger erlaubt, insbesondere wenn ein niedriger Kernverlust gewünscht wird.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der neuen Erkenntnis vollendet, daß Si und Al, welche einem nichtorientierten Elektrostahlblech in der herkömmlichen Technologie zugesetzt wurden, um den elektrischen Wirkwiderstand zu erhalten, äußerst schädlich für die Erzie lung einer hohen magnetischen Flußdichte in einem Stahl mit Ni-Zusatz in einem niedrigen magnetischen Feld waren.

Die Schädlichkeit von Si für die magnetische Fluß dichte eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit Ni- Zusatz bei einem niedrigen magnetischen Feld wird hier weiter unten auf der Grundlage eines Experiments be schrieben.

Stahlproben, die 0,0008% bis 0,0009% C, 0,1% Mn, 0,001% Sol-Al, 3,0% Ni, 0,07% P, 0,0005% bis 0,0007% S, 0,0006% bis 0,0008% N und 0,0006% bis 0,0008% Ti enthielten, wobei die Si-Gehalte verändert wurden, wurden geschmolzen und in Brammen gegossen. Hier war bereits bestätigt worden, daß die Eigenschaft ultrahoher magnetischer -Flußdichte, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wurde, innerhalb von weniger als 0,005 T schwankte und durch die obigen che mischen Bestandteile, abgesehen von Si, kaum beeinflußt wurde, wenn sie innerhalb dieser Bereiche gesteuert wurde.

Diese Brammen wurden auf die Dicke von 2,5 mm warmgewalzt, gebeizt und dann in einem herkömmlichen Verfah ren in kaltgewalzte Stahlbleche mit 0,5 mm Dicke verarbei tet. Epstein-Proben wurden aus den Stahlblechen ausgeschnit ten, nachdem sie für 30 Sekunden einer Endbearbeitungsglü hung bei 750° unterzogen worden waren, und die magnetische Flußdichte B₂₅ wurde gemessen.

Das Ergebnis der Messung ist in Fig. 1 gezeigt. Wie aus Fig. 1 deutlich wird, nimmt die magnetische Fluß dichte (B₂₅) bei einem niedrigen magnetischen Feld steil auf weniger als 1,70 T ab, wenn der Si-Gehalt 0,4% überschrei tet. Ebenso ist Al äußerst schädlich für die Verbesserung der magnetischen Flußdichte (B₂₅) bei einem niedrigen magne tischen Feld, und daher ist es notwendig, den Al-Gehalt auf 0,5% oder weniger, bevorzugt weniger als 0,3% zu steuern.

Als ein Ergebnis einer weiteren detaillierten Un tersuchung wird klargestellt, daß es vorzuziehen ist, die Gesamtmenge an Si + 2 Al auf 0,5% oder weniger zu steuern, um eine höhere magnetische Flußdichte B₂₅ bei einem niedrigen magnetischen Feld zu erhalten.

Wie weiter oben beschrieben, ist es in der vorlie genden Erfindung notwendig, die Gehalte an Si und Al jeweils auf weniger als 0,4% und 0,5% oder weniger zu steuern. Hier wurde bereits bestätigt, daß die gemäß der vorliegenden Er findung erzielte magnetische Flußdichte um weniger als 0,005 T schwankt und durch die obigen chemischen Bestandteile, ab gesehen von Si, kaum beeinflußt wird, wenn sie innerhalb dieser Bereiche gesteuert werden.

P ist notwendig, um in der vorliegenden Erfindung eine ultrahohe magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher zu erreichen, und wird in einer Menge zugesetzt, die von 0,01% bis 0,2% reicht, so daß neben dem Obigen die Dif ferenz zwischen der lediglich für eine Probe mit Längsrich tung gemessenen magnetischen Flußdichte B₅₀L, und der ledig lich für eine Probe mit Querrichtung gemessenen magnetischen Flußdichte B₅₀C, nämlich die Differenz der magnetischen Flußdichte B₅₀ in Längsrichtung (L-Richtung) und Querrichtung (C-Richtung) 350 Gauss oder weniger ist.

Der P-Gehalt wird als 0,01% oder höher spezifi ziert, weil die Differenz der magnetischen Flußdichte B₅₀ in Längsrichtung und Querrichtung nicht 350 Gauss oder weniger wird, wenn der P-Gehalt niedriger als 0,01% ist. Ferner wird der P-Gehalt als 0,2% oder weniger spezifiziert, weil die magnetische Flußdichte sich verschlechtert, wenn der P-Ge halt 0,2% überschreitet.

Es ist notwendig, den C-Gehalt auf 0,003% oder we niger zu steuern, weil magnetisches Altern auftritt und der Kernverlust sich während des Betriebs verschlechtert, wenn der C-Gehalt 0,003% überschreitet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können gleichzei tig sowohl eine ultrahohe magnetische Flußdichte als auch ein niedriger Kernverlust erzielt werden, indem die Gehalte an S und N verringert werden. S und N lösen sich während der Erwärmung in einem Warmwalzverfahren teilweise wieder in ei ner Bramme auf, scheiden sich während dem Warmwalzen als feine Präzipitate aus MnS und AlN wieder ab, unterdrücken das Kristallkornwachstum während der Endbearbeitungsglühung und bewirken, daß sich der Kernverlust verschlechtert. Daher ist es notwendig, jeden ihrer Gehalte auf 0,003% oder weni ger zu steuern.

Es ist notwendig, den Ti-Gehalt zu steuern, so daß die Gesamtmenge an Ti, S und N 0,005% oder weniger ist, weil Ti Nitrid und Sulfid bildet und den Kernverlust eines Pro dukts verschlechtert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, den Nb-Gehalt auf weniger als 0,005 Gewichtsprozent zu steu ern. Nb verschlechtert die magnetische Flußdichte erheblich, wenn der Gehalt 0,005 Gewichtsprozent oder höher ist: Daher wird der Nb-Gehalt auf weniger als 0,005 Gewichtsprozent spezifiziert.

Um die Wirkung von Ni auf die magnetische Fluß dichte eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß der vorliegenden Erfindung zu untersuchen, wurde das folgende Experiment durchgeführt.

Stahlmaterialien, die 0,05% P, 0,07% Si, 0,12% Mn, 0,001% T-Al, 15 ppm C, 17 ppm N, 16 ppm S und Ni schwankend von 10 ppm bis 7% enthielten, wurden durch Raffinieren her gestellt und wurden einem endbearbeitenden Warmwalzen unter zogen, um Stahlbleche mit 2,7 mm Dicke herzustellen. Die warmgewalzten Stahlbleche wurden gebeizt und auf eine Dicke von 0,5 mm kaltgewalzt und wurden entfettet und dann für 20 Sekunden bei 750° geglüht. Die magnetischen Eigenschaften wurden unter Verwendung der von den Stahlblechen genommenen Epstein-Proben gemessen.

Als ein Ergebnis der Messung erreicht die magneti sche Flußdichte B₅₀ nicht 1,80 T und der Effekt der Verbes serung der magnetischen Flußdichte wird nicht erzielt, wenn der Ni-Gehalt niedriger als 2,0% ist, aber wenn der Ni-Ge halt im Gegensatz dazu 6,0% überschreitet, nimmt die magne tische Flußdichte ab, und deshalb wird der Ni-Gehalt zwi schen 2,0% und 6,0% spezifiziert.

Um eine ultrahohe magnetische Flußdichte von 1,82 T oder höher zu erreichen, ist es besser, den Ni-Gehalt auf 3,0% bis 6,0% zu steuern.

Als nächstes werden nachstehend die Verfahrensbedingungen erklärt.

Stahlbrammen mit den vorher erwähnten chemischen Zusammensetzungen werden entweder durch Stranggießen oder durch Blockgießen und Brammenwalzen hergestellt, nachdem sie in einem Konverter raffiniert wurden. Die Stahlbrammen wer den durch ein bekanntes Verfahren erwärmt. Diese Stahlbram men werden warmgewalzt, um eine vorgeschriebene Dicke zu ha ben.

Die vorliegende Erfindung erfordert nicht das Glü hen eines warmgewalzten Stahlblechs, das im herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs mit einer hohen magnetischen Flußdichte erforderlich war. Ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit einer chemischen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine ultrahohe magnetische Flußdichte liefern, indem das Bandblech nach dem Warmwalzen gekühlt wird, dann gewickelt, gebeizt, das Stahlband kaltgewalzt und das Rekristallisationsglühen innerhalb des α-Phasenbereichs auf das Stahlband angewendet wird. Wenn die Re kristallisationsglühtemperatur hier den Acl-Punkt über schreitet, nimmt B_25R auf 1,65 T oder weniger ab.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß die Komponente aus einem geraden Kubus in der Textur eines Produktblechs vorherrscht. Die vorliegende Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Festigkeit an den Stellen α = 90°, β = 90° und 270° in der unter Ver wendung der Proben, die aus der Schicht genommen wurden, welche sich in einer Tiefe von einem Fünftel der Blechdicke befindet, mit dem Reflexionsverfahren und dem Permeations verfahren gezeichneten (100)-Polfigur 0,5 oder höher ist. Dank dem Merkmal wird es möglich, ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte zu erhalten, nämlich ein B₂₅, was die magnetische Flußdichte bei der niedrigen magnetischen Feldstärke von 2500 A/m ist, von 1,70 T oder höher, und ein B₅₀, was die magnetische Flußdichte bei der hohen magnetischen Feldstärke von 5000 A/m ist, von 1,80 T oder höher, und bei B₅₀ auch die geringe Anisotropie von 350 Gauss oder weniger zu haben.

Beispiel 1

Brammen für nichtorientierte Elektrostahlbleche, welche die in Tabelle 1 gezeigten chemischen Bestandteile enthielten, wurden durch ein herkömmliches Verfahren erwärmt und wurden durch Warmwalzen in die Stahlbleche mit 2,7 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden danach gebeizt und durch Kaltwalzen in die Stahlbleche mit 0,50 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden für 20 Sekunden bei 750°C in einem Durchlauf-Glühofen geglüht. Dann wurden die Stahlbleche in Epstein-Prüfproben geschnitten, und ihre magnetischen Eigenschaften wurden gemessen. Die chemischen Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung und die der Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 1 gezeigt, und die Meßergebnisse der magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 gezeigt.

Wie aus den Tabellen 1 und 2 offensichtlich ist, ist es möglich, ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, insbesondere mit der magnetischen Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher, zu realisieren, indem eine geeignete Menge an Ni zugesetzt wird und das Stahlblech unter geeigneten Verarbeitungsbedingungen verarbeitet wird, oder mit der magnetischen Flußdichte von 1,82 T oder höher, indem Ni in einer Menge von 3,0% oder mehr zugesetzt wird. Ferner wird durch die Verringerung der Zugabemengen von Si, Mn und Al B₂₅, was die magnetische Flußdichte bei dem niedrigen magnetischen Feld ist, auf 1,70 T oder höher verbessert.

Tabelle 1

Bestandteile: Gewichtsprozent

Tabelle 2

Beispiel 2

Brammen für nichtorientierte Elektrostahlbleche, welche die in Tabelle 3 gezeigten chemischen Bestandteile enthielten, wurden durch ein herkömmliches Verfahren erwärmt und wurden durch Warmwalzen in die Stahlbleche mit 2,5 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden danach gebeizt und durch Kaltwalzen in die Stahlbleche mit 0,50 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden für 30 Sekunden bei 750°C in einem Durchlauf-Glühofen geglüht. Dann wurden die Stahlbleche in Epstein-Prüfproben geschnitten, und ihre magnetischen Eigenschaften wurden gemessen. Als die magnetische Flußdichte gemessen wurde, wurde neben der Mes sung der gewöhnlichen in Längs- und Querrichtung ausge schnittenen Proben die Anisotropie der magnetischen Fluß dichte untersucht, indem die Differenz B₅₀LC zwischen der magnetischen Flußdichte B₅₀L, die lediglich für in der Längsrichtung ausgeschnittene Epstein-Prüfproben gemessen wird, und der magnetischen Flußdichte B₅₀C, die lediglich für in der Querrichtung ausgeschnittene Epstein-Prüfproben gemessen wird, gemessen wurde.

Die chemischen Zusammensetzungen gemäß der vorlie genden Erfindung und die der Vergleichsbeispiele sind in Ta belle 3 gezeigt, und die Meßergebnisse der magnetischen Ei genschaften sind in Tabelle 4 gezeigt.

Wie aus den Tabellen 3 und 4 offensichtlich ist, ist es möglich, ein Material mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und geringer magnetischer Anisotropie zu reali sieren, wobei B₂₅, das eine magnetische Eigenschaft bei dem niedrigen magnetischen Feld ist, durch Verringerung der Zu gabemengen von Si, Mn und Al verbessert wird, und die Diffe renz B₅₀LC, die eine Kennzahl für die Anisotropie der magne tischen Flußdichte ist, auf 350 Gauss oder weniger verrin gert wird, indem der Bereich der P-Zugabe auf 0,01% bis 0,2% gesteuert wird.

Tabelle 3

Bestandteile: Gewichtsprozent

Tabelle 4

Beispiel 3

Proben für die Messung der Röntgenstrahleindrin gung und die Messung von reflektierten Röntgenstrahlen wur den jeweils aus den Teilen genommen, die sich in der Mitte der Blechdicke befanden, und aus den Teilen, die sich in der Tiefe von einem Fünftel der Blechdicke von der Oberfläche befanden, wobei die Produktproben mit der chemischen Zusam mensetzung Nr. 9 in Beispiel 2 verwendet wurden, und voll ständige (100)-Polfiguren wurden hergestellt.

Fig. 2 zeigt die vollständige (100)-Polfigur der Probe, die aus der Schicht genommen wurde, die sich in der Mitte der Blechdicke befand, und Fig. 3 zeigt die vollstän dige (100)-Polfigur der Probe, die aus der Schicht genommen wurde, die sich in der Tiefe von einem Fünftel der Blechdi cke von der Oberfläche befand.

Es ist ein Merkmal dieser Figuren, daß die Festig keit an den Stellen α = 90°, β = 90° und 270° ausgedrückt als das Verhältnis zur statistischen Festigkeit 0,5 oder hö her ist. Dank dieses Merkmals wird es möglich, ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher mag netischer Flußdichte, nämlich B₂₅, das die magnetische Fluß dichte bei dem niedrigen magnetischen Feld von 2500 A/m ist, von 1,70 T oder höher und B₅₀, das die magnetische Fluß dichte bei dem hohen magnetischen Feld von 5000 A/m ist, von 1,80 T oder höher zu erhalten, und bei B₅₀ auch die geringe Anisotropie von 350 Gauss oder weniger zu haben.

Beispiel 4

Brammen für nichtorientierte Elektrostahlbleche, welche die in Tabelle 5 gezeigten chemischen Bestandteile enthielten, wurden durch ein herkömmliches Verfahren erwärmt und wurden durch Warmwalzen in die Stahlbleche mit 2,7 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden danach gebeizt und durch Kaltwalzen in die Stahlbleche mit 0,50 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden für 20 Sekunden bei einer Temperatur im Bereich der α-Phase in einem Durchlauf- Glühofen geglüht. Dann wurden die Stahlbleche in Epstein- Prüfproben mit jedem Winkel geschnitten, und ihre magnetischen Eigenschaften wurden gemessen. Die chemischen Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung und die von Vergleichsbeispielen sind in Tabelle 5 gezeigt, und die Meßergebnisse der magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 6 gezeigt.

Wie in den Tabellen 5 und 6 gezeigt, ist es mög lich, ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, insbesondere mit der magnetischen Flußdichte B_50R von 1,75 T oder höher und dem Kernverlust W_15/50 von 8,0 oder weniger, zu realisieren, indem eine geeignete Menge an Ni zugesetzt wird und das Stahlblech unter geeigneten Verarbeitungsbedingungen verarbeitet wird. Ferner ist es möglich, ein nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, nämlich der magnetischen Flußdichte B_50R von 1,79 T oder höher, zu realisieren, indem Ni in einer Menge von 3,0% oder höher zugesetzt wird. Durch Verringerung der Zugabemengen von Si, Mn und Al wird ferner B_25R, das die magnetische Flußdichte bei dem niedrigen magnetischen Feld ist, auf 1,65 T oder höher verbessert. Hier sind die weiter oben beschrie benen B_25R und B_50R die Werte, die durch die vorgenannten Gleichungen (1) und (2) erhalten werden.

Tabelle 5

Bestandteile: Gewichtsprozent

Tabelle 6

Beispiel 5

Brammen für nichtorientierte Elektrostahlbleche, welche die in Tabelle 7 gezeigten chemischen Bestandteile enthielten, wurden durch ein herkömmliches Verfahren erwärmt und wurden durch Warmwalzen in die Stahlbleche mit 2,5 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden danach gebeizt und durch Kaltwalzen in die Stahlbleche mit 0,50 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden für 30 Sekunden bei den in Tabelle 8 gezeigten Temperaturen in einem Durchlauf- Glühofen geglüht. Dann wurden die Stahlbleche in Epstein- Prüfproben mit jedem Winkel geschnitten, und ihre magnetischen Eigenschaften wurden gemessen. Die chemischen Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung und die von Vergleichsbeispielen sind in Tabelle 7 gezeigt, und die Meßergebnisse der magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 8 gezeigt.

Wie in den Tabellen 7 und 8 gezeigt, verbessern sich die magnetischen Flußdichten B_50R und B_25R, indem der Temperaturbereich des Endbearbeitungsglühens innerhalb des α-Phasenbereichs gesteuert wird, im Vergleich zu dem Fall, daß das Glühen bei einer Temperatur innerhalb des α+γ-Zwei phasenbereichs oder des γ-Phasenbereichs durchgeführt wird. Insbesondere verbessert sich B_25R durch die Steuerung des Temperaturbereichs des Endbearbeitungsglühens innerhalb des α-Phasenbereichs.

Hier sind die oben beschriebenen B_25R und B_50R die Werte, die durch die vorher erwähnten Gleichungen (1) und (2) erhalten werden.

Tabelle 7

Bestandteile: Gewichtsprozent

Tabelle 8

Beispiel 6

Brammen für nichtorientierte Elektrostahlbleche, welche die in Tabelle 9 gezeigten chemischen Bestandteile enthielten, wurden durch ein herkömmliches Verfahren erwärmt und wurden durch Warmwalzen in die Stahlbleche mit 2,5 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden danach gebeizt und durch Kaltwalzen in die Stahlbleche mit 0,5 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden für 30 Sekunden bei 750°C in einem Durchlauf-Glühofen geglüht. Dann wurden die Stahlbleche in Epstein-Prüfproben geschnitten, und ihre magnetischen Eigenschaften wurden gemessen. Die Meßergeb nisse der magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 10 ge zeigt. Dann wurden aus unbeschichteten Produktblechen Proben mit 40 mm Breite, 100 mm Länge und 0,5 mm Dicke für einen Bestrahlungstest und Proben mit 60 mm Breite, 80 mm Länge und 0,5 mm Dicke für einen Salzsprühtest ausgeschnitten.

Der Bestrahlungstest wurde für ein Jahr mit einer Salzgehaltsanlagerungsrate von 0,5 mmd (mg/dm²/Tag) durchge führt, indem die Testproben so plaziert wurden, daß sie sich in einem Winkel von 45° in der Längsrichtung neigten. Das Ergebnis ist in Tabelle 11 gezeigt. Ebenso wurde der Salz sprühtest für fünf Stunden bei der Sprühtemperatur von 35°C durchgeführt, wobei eine Lösung mit einer Konzentration von 5% Natriumchlorid, wie durch JIS Z2371 spezifiziert, verwen det wurde, und das Auftreten von Rost auf den Stahloberflä chen wurde beobachtet. Das Ergebnis ist in Tabelle 12 ge zeigt.

Es wird aus Tabelle 10 deutlich, daß die Stahlma terialien gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorra gende magnetische Flußdichte von 1,70 T oder höher für B₂₅ und 1,82 T oder höher für B₅₀ zeigen.

Es wird aus Tabelle 11 deutlich, daß die Stahlma terialien mit den chemischen Zusammensetzungen von Nr. 24 und 25 gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Bestrahlungs test eine Rostbeständigkeit zeigen, die der des Vergleichs stahlmaterials überlegen ist. Ferner wird aus Tabelle 12 deutlich, daß die Stahlmaterialien mit den chemischen Zusam mensetzungen Nr. 24 und 25 gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Salzsprühtest eine Rostbeständigkeit zeigen, die der des Vergleichsstahlmaterials überlegen ist.

Tabelle 9

Jeder chemische Bestandteil, abgesehen von C, S, Sol-Al, N, Ti und Nb, die in ppm ausgedrückt werden, wird in Gewichtsprozent ausgedrückt.

Tabelle 10

Tabelle 11

Tabelle 12

Beispiel 7

Brammen für nichtorientierte Elektrostahlbleche, welche die in Tabelle 13 gezeigten chemischen Bestandteile enthielten, wurden durch ein herkömmliches Verfahren erwärmt und wurden durch Warmwalzen in die Stahlbleche mit 2,5 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden danach gebeizt und durch Kaltwalzen in die Stahlbleche mit 0,5 mm Dicke verarbeitet. Die Stahlbleche wurden für 30 Sekunden bei 750°C in einem Durchlauf-Glühofen geglüht.

Dann wurden die Stahlbleche in Epstein-Prüfproben geschnitten, und ihre magnetischen Eigenschaften wurden ge messen. Das Meßergebnis der magnetischen Eigenschaften ist in Tabelle 14 gezeigt.

Aus Tabelle 13 wird deutlich, daß die magnetische Flußdichte B₂₅ beträchtlich abnimmt, wenn der Si-Gehalt 0,4% überschreitet.

Tabelle 13

Bestandteile: Gewichtsprozent

Tabelle 14

Claims

1. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine magnetische Flußdichte B₂₅ von 1,70 T oder höher und eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher hat.

2. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und geringer magnetischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine magnetische Flußdichte B₂₅ von 1,70 T oder höher und eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher hat; und wobei die Differenz zwischen der ledig lich für eine Probe in der Längsrichtung gemessenen magneti schen Flußdichte B_50L und der lediglich für eine Probe in der Querrichtung gemessenen magnetischen Flußdichte B₅₀C 350 Gauss oder weniger ist.

3. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kern verlust, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
und ferner
C: 0,003% oder weniger,
S: 0,003% oder weniger,
N: 0,003% oder weniger und
Ti + S + N: 0,005% oder weniger,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine magnetische Flußdichte B₂₅ von 1,70 T oder höher und eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,80 T oder höher und einen Kernverlust W_15/50 nach dem Beizen, Kaltwalzen und Glühen von 8 W/kg oder weniger hat.

4. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine magnetische Flußdichte B₅₀ von 1,82 T oder mehr hat.

5. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtsprozent ausge drückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Al: 0,5% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine durch die unten erwähnte Gleichung (1) definierte magnetische Flußdichte B_25R von 1,65 T oder höher und eine durch die unten erwähnte Gleichung (2) definierte magnetische Flußdichte B_50R von 1,75 T oder höher hat;
B_25R = (B_25-L + 2xB_25-22,5 + 2xB_25-45 + 2xB_25-67,5 + B_25-C)/8 (1)
wobei
B_25-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_25-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 22,5 Grad geneigt ist, B_25-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 45 Grad geneigt ist,
B_25-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 67,5 Grad geneigt ist,
B_25-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung auf einer Stahlblechoberfläche senkrechten Richtung ausgeschnitten wurde;
B_50R = (B_50-L + 2xB_50-22,5 + 2x_B50-45 + 2xB_50-67,5 + B_50-C)/8 (2)
wobei
B_50-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_50-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 22,5 Grad geneigt ist,
B_50-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 45 Grad geneigt ist,
B_50-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 67,5 Grad geneigt ist,
B_50-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung auf einer Stahlblechoberfläche senkrechten Richtung ausgeschnitten wurde.

6. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kern verlust, dadurch gekennzeichnet:
daß es einen Stahl aufweist, der in Gewichtspro zent ausgedrückt enthält:
Si: 0,4% oder weniger,
Al: 0,5% oder weniger,
Ni: 2,0% bis 6,0%,
Mn: 0,5% oder weniger und
P: 0,01% bis 0,2%,
und ferner
C: 0,003% oder weniger,
S: 0,003% oder weniger,
N: 0,003% oder weniger und
Ti + S + N: 0,005% oder weniger,
wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht; und der eine durch die unten erwähnte Gleichung (1) definierte magnetische Flußdichte B_25R von 1, 65 T oder hö her, eine durch die unten erwähnte Gleichung (2) definierte magnetische Flußdichte B_50R von 1,75 T oder höher und einen Kernverlust von W_15/50 nach dem Beizen, Kaltwalzen und Glü hen von 8 W/kg oder weniger hat;
B_25R = (B_25-L + 2xB_25-22,5 + 2xB_25-45 + 2xB_25-67,5 + B_25-C)/8 (1)
wobei
B_25-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_25-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 22,5 Grad geneigt ist,
B_25-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 45 Grad geneigt ist,
B_25-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 67,5 Grad geneigt ist,
B_25-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 2500 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung auf einer Stahlblechoberfläche senkrechten Richtung ausgeschnitten wurde;
B_50R = (B_50-L + 2xB_50-22,5 + 2xB_50-45 + 2xB_50-67,5 + B_50-C)/8 (2)
wobei
B_50-L: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Walzrichtung ausgeschnitten wurde,
B_50-22,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 22,5 Grad geneigt ist,
B_50-45: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 45 Grad geneigt ist,
B_50-67,5: magnetische Flußdichte bei der magneti schen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der Richtung ausgeschnitten wurde, die gegen die Walz richtung auf einer Stahlblechoberfläche um 67,5 Grad geneigt ist,
B_50-C: magnetische Flußdichte bei der magnetischen Feldstärke von 5000 A/m, gemessen für eine Probe, die in der zur Walzrichtung auf einer Stahlblechoberfläche senkrechten Richtung ausgeschnitten wurde.

7. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte und niedrigem Kernverlust nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine magnetische Flußdichte B_50R von 1,79 T oder höher hat.

8. Eisenkern mit hervorragenden Stanzeigenschaf ten, der für eines der folgenden verwendet wird: einen Rotor und einen Stator einer rotierenden Maschine, eine Drossel, ein Vorschaltgerät, eine Drosselspule, einen EI-Kern und ei nen Transformator: gekennzeichnet dadurch, daß er unter Ver wendung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wird.

9. Magnetische Abschirmvorrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß sie unter Verwendung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wird.

10. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, das aus einer geraden kubischen Textur besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Festigkeit an den Stellen mit α = 90°, β = 90° und 270° in der ganzen (100)-Polfigur der Schicht, die sich in der Mitte der Blechdicke befindet, 0,5 oder höher ist.

11. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, das aus einer geraden kubischen Textur besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Festigkeit an den Stellen mit α = 90°, β = 90° und 270° in der ganzen (100)-Polfigur der Schicht, die sich in der Tiefe von ein Fünftel der Blechdicke von der Oberfläche entfernt befindet, 0,5 oder höher ist.

12. Herstellungsverfahren für ein nichtorien tiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, dadurch gekennzeichnet: daß eine Bramme verwen det wird, die chemische Bestandteile enthält, welche in ei nem der Ansprüche 1, 2, 3, 5 und 6 spezifiziert sind, wobei der Rest aus Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, daß die Bramme zu einem warmgewalzten Stahlblech warmgewalzt wird, daß das genannte Stahlblech nach dem Beizen einmal kaltgewalzt wird, und daß dann ein Endglühen angewendet wird.

13. Herstellungsverfahren für ein nichtorien tiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch das An wenden der Endglühung in dem α-Phasenbereich.

14. Nichtorientiertes Elektrostahlblech mit ultrahoher magnetischer Flußdichte, hervorragender Rost beständigkeit und hervorragender Wetterbeständigkeit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt von Nb geringer als 0,005 Gewichtsprozent ist.

15. Eisenkern für einen Magnetschalter mit hervor ragender Rostbeständigkeit und Wetterbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß er entweder unter Verwendung eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß Anspruch 10 oder 11 mit einem Nb-Gehalt von weniger als 0,005 Gewichtsprozent oder eines nichtorientierten Elektrostahlblechs gemäß Anspruch 14 hergestellt wird.