RU2722359C1 - Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления - Google Patents

Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2722359C1
RU2722359C1 RU2019115974A RU2019115974A RU2722359C1 RU 2722359 C1 RU2722359 C1 RU 2722359C1 RU 2019115974 A RU2019115974 A RU 2019115974A RU 2019115974 A RU2019115974 A RU 2019115974A RU 2722359 C1 RU2722359 C1 RU 2722359C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
less
sheet
steel
content
electrical steel
Prior art date
Application number
RU2019115974A
Other languages
English (en)
Inventor
Ёсихико ОДА
Томоюки ОКУБО
Ёсиаки ДЗАЙДЗЭН
Масанори УЭСАКА
Тацухико ХИРАТАНИ
Original Assignee
ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=62023301&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2722359(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН filed Critical ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
Application granted granted Critical
Publication of RU2722359C1 publication Critical patent/RU2722359C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • 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
    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • 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
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • 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
    • H01F1/16—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 in the form of sheets
    • 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

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу из нетекстурированной электротехнической стали, используемому в качестве материала железных сердечников приводных двигателей, в частности для гибридных автомобилей. Лист выполнен из стали, имеющей следующий химический состав, мас.%: С: 0,0050% или менее, Si: 1,50% или более и 4,00% или менее, Al: 0,500% или менее, Mn: 0,10% или более и 5,00% или менее, S: 0,0200% или менее, Р: 0,200% или менее, N: 0,0050% или менее, O: 0,0200% или менее, Ca: 0,0010% или более и 0,0050% или менее, Ni: 0,005% или более и 3,000% или менее, Ti: 0,0030% или менее, Nb: 0,0030% или менее, V: 0,0030% или менее, Zr: 0,0020% или менее, остальное - Fe и неизбежные примеси. Сталь листа имеет температуру превращения Ar700°C или выше, размер зерна 80 мкм или более и 200 мкм или менее и твёрдость по Виккерсу 140 HV или более и 230 HV или менее. Достигается повышение плотности магнитного потока листа электротехнической стали и уменьшение потерь в железе без значительного увеличения стоимости. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к листу из нетекстурированной электротехнической стали и способу его изготовления.
Известный уровень техники
В последнее время высокоэффективные асинхронные двигатели используются для удовлетворения растущих требований к энергосбережению на заводах. Для повышения эффективности таких двигателей предпринимаются попытки увеличить толщину набора железного сердечника и улучшить коэффициент заполнения обмотки. Предпринимаются дальнейшие попытки заменить обычный материал низкого качества материалом более высокого качества с низкими потерями в железе в виде листа электротехнической стали, используемого для железных сердечников.
Кроме того, с точки зрения уменьшения потерь в меди такие материалы сердечника для асинхронных двигателей должны обладать низкими потерями в железе и снижать эффективный ток возбуждения при проектной плотности магнитного потока. Чтобы уменьшить эффективный ток возбуждения, полезно увеличивать плотность магнитного потока материала сердечника.
Кроме того, в случае приводных двигателей гибридных электромобилей, которые в последнее время быстро распространяются, требуется высокий крутящий момент во время трогания и ускорения, и, таким образом, требуется дальнейшее улучшение плотности магнитного потока.
В качестве листа электротехнической стали, имеющего, например, высокую плотность магнитного потока, в JP2000129410A (PTL 1) описывается лист из нетекстурированной электротехнической стали, изготовленный из стали, к которой добавлен Si до 4% или менее и Co до 0,1% или более и 5% или менее. Однако, поскольку стоимость Co очень высока, это приводит к проблеме значительного увеличения стоимости при применении в обычном двигателе.
С другой стороны, использование материала с низким содержанием Si позволяет увеличить плотность магнитного потока, однако такой материал является мягким и претерпевает значительное увеличение потерь в железе при штамповке в материал сердечника двигателя.
Список цитированных источников
Патентная литература
PTL 1: JP2000129410A
Раскрытие сущности изобретения
Техническая проблема.
В этих обстоятельствах существует потребность в способе увеличения плотности магнитного потока листа электротехнической стали и уменьшения потерь в железе без значительного увеличения стоимости.
Таким образом, было бы полезно создать лист из нетекстурированной электротехнической стали с высокой плотностью магнитного потока и низкими потерями в железе, а также способ его изготовления.
Решение проблемы.
В результате обширных исследований по решению вышеуказанных проблем авторы изобретения установили, что, регулируя химический состав так, чтобы он позволял осуществлять γ → α превращение (превращение из γ фазы в α фазу) во время горячей прокатки и обеспечивал твёрдость по Виккерсу до 140 HV или более и 230 HV или менее, можно получить материал с улучшенным балансом между его плотностью магнитного потока и потерями в железе без проведения отжига в зоне горячих состояний.
Настоящее раскрытие было завершено на основе этих результатов, и его существенные признаки являются такими, как описаны ниже.
1. Лист из нетекстурированной электротехнической стали, включающий химический состав, содержащий (состоящий из) в % масс., С: 0,0050% или менее, Si: 1,50% или более и 4,00% или менее, Al: 0,500% или менее, Mn: 0,10% или более и 5,00% или менее, S: 0,0200% или менее, P: 0,200% или менее, N: 0,0050% или менее, O: 0,0200% или менее и Ca: 0,0010% или более и 0,0050% или менее, при этом остальное является Fe и неизбежными примесями, причём лист из нетекстурированной электротехнической стали имеет температуру превращения Ar3 700°C или выше, размер зерна 80 мкм или более и 200 мкм или менее, и твёрдость по Виккерсу 140 HV или более и 230 HV или менее.
2. Лист из нетекстурированной электротехнической стали по п. 1, в котором химический состав дополнительно содержит в % масс. Ni: 0,010% или более и 3,000% или менее.
3. Лист из нетекстурированной электротехнической стали по пп. 1 - 2, в котором химический состав дополнительно содержит в % масс., Ti: 0,0030% или менее, Nb: 0,0030% или менее, V: 0,0030% или менее и Zr: 0,0020% или менее.
4. Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали по пп. 1 – 3, способ, включающий выполнение горячей прокатки, по меньшей мере, за один проход в двухфазной области γ-фазы и α-фазы.
Положительный эффект.
Согласно настоящему изобретению можно получить лист электротехнической стали с высокой плотностью магнитного потока и низкими потерями в железе.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых чертежах:
фиг. 1 представляет собой схематический вид образца прокладочного кольца; и
фиг. 2 представляет собой график, иллюстрирующий влияние температуры превращения Ar3 на плотность магнитного потока B50.
Осуществление изобретения
Причины ограничений раскрытия будут описаны ниже.
Во-первых, чтобы исследовать влияние двухфазной области на магнитные свойства готовят сталь A - сталь C, имеющие химический состав, указанный в таблице 1, выплавкой стали для получения слябов в лаборатории, и слябы подвергают горячей прокатке. Горячую прокатку выполняют за 7 проходов, причём температура на входе первого прохода (F1) доводится до 1030°C, и температура на входе конечного прохода (F7) до 910°C.
Таблица 1
Сталь Химический состав (% масс.)
C Si Al Mn P S N O Ni Ca Ti V Zr Nb
A 0,0016 1,40 0,400 0,20 0,010 0,0004 0,0020 0,0020 0,10 0,0031 0,0010 0,0010 0,0005 0,0005
B 0,0018 1,30 0,300 0,30 0,010 0,0008 0,0022 0,0020 0,10 0,0032 0,0010 0,0010 0,0004 0,0005
C 0,0017 2,00 0,001 0,80 0,010 0,0007 0,0022 0,0045 0,10 0,0030 0,0010 0,0010 0,0005 0,0003
После травления каждый горячекатаный лист подвергают холодной прокатке до толщины листа 0,35 мм, и затем подвергают окончательному отжигу при 950°C в течение 10 секунд в атмосфере 20% Н2 - 80% N2.
Из каждого конечного отожжённого листа, полученного таким образом, штамповкой готовят кольцевой образец 1, имеющий наружный диаметр 55 мм и внутренний диаметр 35 мм, V-образную пробивку 2 наносят в шести равноудалённых точках кольцевого образца 1, как показано на фиг. 1 и 10 кольцевых образцов 1 собирают и фиксируют в виде слоистой структуры. Измерение магнитных свойств проводят с использованием слоистой конструкции с первичной обмоткой 100 витков и вторичной обмоткой 100 витков, и результаты измерений оценивают с использованием ваттметра. Твёрдость по Виккерсу измерят в соответствии с JIS Z2244 путём вдавливания алмазного 500 г индентора в направлении поперечного сечения направления прокатки каждого стального листа. Размер зерна измеряют в соответствии с JIS G0551 после полировки поперечного сечения и травления ниталем.
Результаты измерения магнитных свойств и твёрдости по Виккерсу сталей А - С таблицы 1 приведены в таблице 2. Сосредоточив внимание на плотности магнитного потока, следует понимать, что плотность магнитного потока является низкой в стали А, и высокой в сталях B и C. Чтобы определить причину, мы исследовали текстуру материала после окончательного отжига, и установили, что текстура (111), которая негативно влияет на магнитные свойства, формируется в стали A по сравнению со сталями В и С. Известно, что микроструктура листа электротехнической стали перед холодной прокаткой оказывает большое влияние на формирование текстуры листа электротехнической стали, и было проведено исследование микроструктуры после горячей прокатки, и было установлено, что сталь А имела нерекристаллизованную микроструктуру. По этой причине считается, что в стали А текстура (111) формируется в ходе холодной прокатки и окончательного отжига после горячей прокатки.
Таблица 2
Сталь Плотность магнитного потока B50 (Тл) Потери в железе
W15/50 (Вт/кг)		 HV Размер зерна (мкм)
A 1,64 3,40 145 121
B 1,69 4,00 135 120
C 1,69 2,60 155 122
Мы также изучили микроструктуры сталей B и C после горячей прокатки и установили, что микроструктуры были полностью рекристаллизованными. Поэтому считается, что в сталях B и C формирование текстуры (111), негативно влияющей на магнитные свойства, подавляется и плотность магнитного потока увеличивается.
Как описано выше, для нахождения причины изменения микроструктур после горячей прокатки различных сталей, превращение при горячей прокатке оценивают измерением коэффициента линейного расширения. В результате установлено, что сталь А имеет одну α-фазу от высокотемпературного до низкотемпературного диапазонов и что во время горячей прокатки не происходит фазовых превращений. С другой стороны установлено, что температура превращения Ar3 составляет 1020°C для стали B и 930°C для стали C, и что γ → α превращение происходит на первом проходе в стали B и на третьем-пятом проходах в стали С. Считается, что γ → α превращение во время горячей прокатки приводит к рекристаллизации с деформационным превращением в качестве движущей силы.
Исходя из вышесказанного, важно чтобы γ → α превращение проходило в диапазоне температур, в котором выполняется горячая прокатка. Поэтому был проведён следующий эксперимент для определения температуры превращения Ar3, при которой должно быть завершено γ → α превращение. В частности, стали, каждая из которых содержит C: 0,0016%, Al: 0,001%, P: 0,010%, S: 0,0008%, N: 0,0020%, O: 0,0050 - 0,0070%, Ni: 0,100%, Ca: 0,0029%, Ti : 0,0010%, V: 0,0010%, Zr: 0,0005% и Nb: 0,0004% в качестве основных компонентов, с изменённым соотношением содержания Si и Mn, для изменения температур превращения Ar3, приготовлены выплавкой стали в лаборатории и сформованы в виде слябов. Полученные таким образом слябы подвергают горячей прокатки. Горячую прокатку выполняют за 7 проходов, причём температуру на входе первого прохода (F1) доводят до 900°C, и температуру на входе конечного прохода (F7) до 780°C, так что, по меньшей мере, один проход горячей прокатки проводят в двухфазной области α-фазы и γ-фазы.
После травления каждый горячекатаный лист подвергают холодной прокатке до толщины листа 0,35 мм и затем подвергают окончательному отжигу при 950°C в течение 10 секунд в атмосфере 20% Н2 - 80% N2.
Из каждого полученного таким образом окончательного отожжённого листа кольцевой образец 1, имеющий наружный диаметр 55 мм и внутренний диаметр 35 мм, готовят штамповкой, V-образную пробивку 2 наносят в шести равноудалённых точках кольцевого образца 1, как показано на фиг. 1 и 10 кольцевых образцов 1 собирают и фиксируют в виде слоистой структуры. Измерение магнитных свойств проводят с использованием слоистой конструкции с первичной обмоткой 100 витков и вторичной обмоткой 100 витков, и результаты измерений оценивают с использованием ваттметра.
Фиг. 2 иллюстрирует влияние температуры превращения Ar3 на плотность магнитного потока B50. Видно, что, когда температура превращения Ar3 ниже 700°C, плотность магнитного потока B50 уменьшается. Хотя причина не ясна, считается, что, когда температура превращения Ar3 ниже 700°C, размер зерна до холодной прокатки настолько мал, что это приводит к образованию текстуры (111), негативно влияющей на магнитные свойства, во время процесса от последующей холодной прокатки до окончательного отжига.
Ввиду вышеизложенного температура превращения Ar3 предпочтительно устанавливается равной 700°C или выше. Она предпочтительно устанавливается равной 730°C или выше с точки зрения плотности магнитного потока. Верхний предел температуры превращения Ar3 не установлен. Однако важно, чтобы во время горячей прокатки происходило γ→α превращение и, по меньшей мере, один проход горячей прокатки выполнялся в двухфазной области γ-фазы и α-фазы. Ввиду этого предпочтительно температура превращения Ar3 задаётся равной 1000оС или ниже. Это потому, что выполнение горячей прокатки во время превращения даёт текстуру, которая предпочтительна для магнитных свойств.
Обращая внимание на оценке потерь в железе в вышеприведённой таблице 2, можно видеть, что потери в железе являются низкими в сталях А и С и высокими в стали В. Хотя причина неясна, считается, что, поскольку твёрдость (HV) стального листа после окончательного отжига стали В была низкой, поле напряжения сжатия, создаваемое штамповкой и уплотнением, легко расширялось и потери в железе увеличивались. Следовательно, твёрдость по Виккерсу стального листа устанавливают равной 140 HV или более, и предпочтительно 150 HV или более. С другой стороны, твёрдость по Виккерсу выше 230 HV приводит к более сильному износу пресс-формы, что излишне увеличивает стоимость. Следовательно, верхний предел установлен равным 230 HV и предпочтительно 200 HV или менее. Кроме того, чтобы обеспечить твёрдость по Виккерсу 140 HV или более и 230 HV или менее, необходимо соответствующим образом добавить элемент, вызывающий твёрдорастворное упрочнение, такой как Si, Mn или P. Твёрдость по Виккерсу измеряют в соответствии с JIS. Z2244 путём вдавливания алмазного 500 г индентора в поперечном сечении направления прокатки каждого стального листа. Размер зерна измеряют в соответствии с JIS G0551 после полировки поперечного сечения и травления ниталем.
Далее описывается лист из нетекстурированной электротехнической стали в соответствии с одним из раскрытых осуществлений. Во-первых, будут объяснены причины ограничения химического состава стали. Когда компоненты выражены в «%», это относится к «% масс.», если не указано иное.
С: 0,0050% или менее
Содержание С установлено равным 0,0050% или менее с точки зрения предотвращения магнитного старения. С другой стороны, поскольку С оказывает влияние на улучшение плотности магнитного потока, содержание С предпочтительно составляет 0,0010% или более.
Si: 1,50% или более и 4,00% или менее
Si является полезным элементом для увеличения удельного сопротивления стального листа. Таким образом, содержание Si предпочтительно составляет 1,50% или более. С другой стороны, содержание Si, превышающее 4,00%, приводит к уменьшению насыщения плотности магнитного потока и соответствующему снижению плотности магнитного потока. Таким образом, верхний предел содержания Si установлен равным 4,00%. Содержание Si предпочтительно составляет 3,00% или менее. Это связано с тем, что, если содержание Si превышает 3,00%, необходимо добавить большое количество Mn, чтобы получить двухфазную область, что излишне увеличивает стоимость.
Al: 0,500% или менее
Al является типом элементов закрытой γ-области, и более низкое содержание Al является предпочтительным. Содержание Al составляет 0,500% или менее, предпочтительно 0,020% или менее и более предпочтительно 0,002% или менее. Следует отметить, что содержание Al, как правило, не опускается ниже 0,0005%, поскольку снижение его ниже 0,0005% является трудным для производства в промышленном масштабе, и 0,0005% является приемлемым в настоящем раскрытии.
Mn: 0,10% или более и 5,00% или менее
Поскольку Mn является элементом эффективным для увеличения γ-области нижний предел содержания Mn установлен равным 0,10%. С другой стороны, содержание Mn, превышающее 5,00%, приводит к снижению плотности магнитного потока. Таким образом, верхний предел содержания Mn установлен равным 5,00%. Содержание Mn предпочтительно составляет 3,00% или менее. Причина в том, что содержание Mn, превышающее 3,00%, излишне увеличивает стоимость.
S: 0,0200% или менее
S вызывает увеличение потерь в железе из-за выделения MnS, если её добавление превышает 0,0200%. Таким образом, верхний предел содержания S установлен равным 0,0200%. Следует отметить, что содержание S, как правило, не опускается ниже 0,0001%, поскольку его снижение ниже 0,0001% затруднено при производстве в промышленном масштабе, и 0,0001% является приемлемым в настоящем раскрытии.
P: 0,200% или менее
P увеличивает твёрдость стального листа, если его добавление превышает 0,200%. Таким образом, содержание Р устанавливается равным 0,200% или менее и более предпочтительно 0,100% или менее. Более предпочтительно содержание Р установлено равным 0,010% или более и 0,050% или менее. Это потому, что P обладает эффектом подавления азотирования путём поверхностной сегрегации.
N: 0,0050% или менее
N вызывает более значительное выделение AlN и увеличивает потери в железе, если его добавить в большом количестве. Таким образом, содержание N установлено равным 0,0050% или менее. Следует отметить, что содержание N, как правило, не опускается ниже 0,0005%, поскольку его снижение менее 0,0005% является трудным для производства в промышленном масштабе, и 0,0005% является приемлемым в настоящем раскрытии.
О: 0,0200% или менее
О увеличивает количество оксидов и увеличивает потери в железе, если его добавить в большом количестве. Таким образом, содержание O установлено равным 0,0200% или менее. Следует отметить, что содержание O, как правило, не опускается ниже 0,0010%, поскольку его снижение менее 0,0010% является трудным для производства в промышленном масштабе, и 0,0010% является приемлемым в настоящем раскрытии.
Ca: 0,0010% или более и 0,0050% или менее
Ca может связывать сульфиды в виде CaS и уменьшать потери в железе. Следовательно, верхний предел содержания Ca установлен равным 0,0010%. С другой стороны, если оно превышает 0,0050%, выделяется большое количество CaS и увеличиваются потери в железе. Поэтому верхний предел установлен равным 0,0050%. Чтобы стабильно снижать потери в железе, содержание Са предпочтительно устанавливают равным 0,0015% или более и 0,0035% или менее.
Были описаны основные компоненты стального листа в соответствии с раскрытием. Остальное, кроме указанных выше компонентов, состоит из железа и неизбежных примесей. Однако следующие необязательные элементы также могут быть добавлены при необходимости.
Ni: 0,010% или более и 3,000% или менее
Поскольку Ni является элементом, эффективным в увеличении γ области, нижний предел содержания Ni установлен равным 0,010%. С другой стороны, содержание Ni, превышающее 3,000%, излишне увеличивает стоимость. Поэтому верхний предел установлен равным 3,000% и более предпочтительный диапазон составляет от 0,100% до 1,000%. Следует отметить, что содержание Ni может быть равным 0%.
В химическом составе предпочтительно снижать содержание Ti, Nb, V и Zr в % масс., так чтобы присутствовало Ti: 0,0030% или менее, Nb: 0,0030% или менее, V: 0,0030% или менее и Zr: 0,0020% или менее, и соответственно содержание всех этих компонентов не должно превышать указанные верхние пределы.
Ti: 0,0030% или менее
Ti увеличивает выделение TiN и может увеличить потери в железе, если его добавить в большом количестве. Таким образом, содержание Ti устанавливается равным 0,0030% или менее. Следует отметить, что содержание Ti может составлять 0%.
Nb: 0,0030% или менее
Nb увеличивает выделение NbC и может увеличить потери в железе, если его добавить в большом количестве. Таким образом, содержание Nb установлено равным 0,0030% или менее. Следует отметить, что Nb может быть 0%.
V: 0,0030% или менее
V увеличивает выделение VN и VC и может увеличить потери в железе, если его добавить в большом количестве. Таким образом, содержание V установлено равным 0,0030% или менее. Следует отметить, что содержание V может быть 0%.
Zr: 0,0020% или менее
Zr увеличивает выделение ZrN и может увеличить потери в железе, если его добавить в большом количестве. Таким образом, содержание Zr установлено равным 0,0020% или менее. Следует отметить, что содержание Zr может быть 0%.
Далее будет описана микроструктура стали.
Средний размер зерна составляет 80 мкм или более и 200 мкм или менее. Если средний размер зерна составляет менее 80 мкм, твёрдость по Виккерсу действительно можно довести до 140 HV или более в случае материала с низким содержанием Si. Однако этот небольшой размер зерна может увеличить потери в железе. Поэтому размер зерна установлен равным 80 мкм или более. С другой стороны, когда размер зерна превышает 200 мкм, пластическая деформация из-за штамповки и уплотнения увеличивается, что приводит к увеличению потерь в железе. Поэтому верхний предел размера зерна установлен равным 200 мкм. В заявке средний размер зерна измеряется в соответствии с JIS G0051 после полировки поперечного сечения в направлении прокатки стального листа и травления ниталем. Чтобы получить размер зерна 80 мкм или более и 200 мкм или менее, необходимо соответствующим образом контролировать конечную температуру отжига. То есть, устанавливая конечную температуру отжига в диапазоне от 900°C до 1050°C, можно регулировать размер зерна до предварительно определённого значения. Кроме того, средний размер зерна предпочтительно составляет 100 мкм или более и 150 мкм или менее с точки зрения потерь в железе.
Нижеследующее обеспечивает конкретное описание условий изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали согласно раскрытию.
Лист из нетекстурированной электротехнической стали в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлен иным образом, обычным способом изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, при условии, что химический состав и условия горячей прокатки, указанные в описании, находятся в предварительно определённых диапазонах. То есть расплавленная сталь подвергается продувке в конвертере и дегазации, где её доводят до заданного химического состава, и затем отливке для получения сляба, и сляб подвергают горячей прокатке. Температура подачи в чистовую клеть и температура намотки во время горячей прокатки конкретно не указываются, однако необходимо выполнить, по меньшей мере, один проход горячей прокатки в двухфазной области γ-фазы и α-фазы. Температуру намотки предпочтительно устанавливают равной 650°С или ниже, чтобы предотвратить окисление во время намотки. Согласно настоящему раскрытию подходящие магнитные свойства могут быть получены без отжига в зоне горячих состояний. Однако может быть выполнен отжиг в зоне горячих состояний. Затем стальной лист подвергают холодной прокатке однократной или двукратной или многократной с промежуточным отжигом, выполняемым между ними, до заданной толщины листа, и последующему окончательному отжигу в соответствии с вышеуказанными условиями.
Примеры
Расплавленную сталь продувают в конвертере, дегазируют, выплавляют до составов, перечисленных в таблице 3, и отливали в слябы. Затем каждый стальной сляб подвергают нагреву при 1120°C в течение 1 часа и горячей прокатке для получения горячекатаного стального листа, имеющего толщину листа 2,0 мм. Чистовую горячую прокатку выполняют за 7 проходов, температуру на входе на первом проходе и температуру на входе на последнем проходе устанавливают, как указано в таблице 3, и температуру намотки устанавливают равной 650°C. После этого каждый стальной лист протравливают и подвергают холодной прокатке до толщины листа 0,35 мм. Каждый стальной лист, полученный таким образом, подвергают окончательному отжигу в атмосфере 20% H2 - 80% N2 в условиях, перечисленных в таблице 3, с временем отжига 10 секунд. Затем оценивают магнитные свойства (W15/50, B50) и твёрдость (HV). При измерении магнитных свойств образцы для испытания по методу Эпштейна вырезают в направлении прокатки и в поперечном направлении (направлении, перпендикулярном направлению прокатки) от каждого стального листа, и проводят испытание по методу Эпштейна. Твёрдость по Виккерсу измеряют в соответствии с JIS Z2244 путём вдавливания алмазного индентора весом 500 г в поперечном сечении поперечного направления каждого стального листа. Размер зерна измеряют в соответствии с JIS G0551 после полировки поперечного сечения и травления ниталем.
Figure 00000001
Figure 00000002
Из таблицы 3 видно, что все листы из нетекстурированной электротехнической стали в соответствии с нашими примерами, в которых химический состав, температура превращения Ar3, размер зерна и твёрдость по Виккерсу, находятся в пределах объёма раскрытия подходят как по плотности магнитного потока, так и по потерям в железе по сравнению со стальными листами согласно сравнительным примерам.
Промышленная применимость
Согласно раскрытию, можно изготовить листы из нетекстурированной электротехнической стали, обеспечивающие подходящий баланс между плотностью магнитного потока и потерями в железе без проведения отжига в зоне горячих состояний.
Список ссылочных позиций
1 Кольцевой образец
2 V образная пробивка

Claims (18)

1. Лист из нетекстурированной электротехнической стали, включающий химический состав, содержащий в мас.%:
С: 0,0050% или менее,
Si: 1,50% или более и 4,00% или менее,
Al: 0,500% или менее,
Mn: 0,10% или более и 5,00% или менее,
S: 0,0200% или менее,
Р: 0,200% или менее,
N: 0,0050% или менее,
O: 0,0200% или менее,
Ca: 0,0010% или более и 0,0050% или менее,
Ni: 0,005% или более и 3,000% или менее,
Ti: 0,0030% или менее,
Nb: 0,0030% или менее,
V: 0,0030% или менее и
Zr: 0,0020% или менее,
остальное - Fe и неизбежные примеси,
причём лист из нетекстурированной электротехнической стали имеет температуру превращения Ar3 700°C или выше, размер зерна 80 мкм или более и 200 мкм или менее и твёрдость по Виккерсу 140 HV или более и 230 HV или менее.
2. Способ получения листа из нетекстурированной электротехнической стали по п.1, включающий выполнение горячей прокатки за по меньшей мере один проход в двухфазной области γ-фазы и α-фазы и проведение окончательного отжига прокатанной стали при температуре от 900 до 1050°С.
RU2019115974A 2016-10-27 2017-08-30 Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления RU2722359C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016211044 2016-10-27
JP2016-211044 2016-10-27
PCT/JP2017/031117 WO2018079059A1 (ja) 2016-10-27 2017-08-30 無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722359C1 true RU2722359C1 (ru) 2020-05-29

Family

ID=62023301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115974A RU2722359C1 (ru) 2016-10-27 2017-08-30 Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11056256B2 (ru)
EP (1) EP3533890B1 (ru)
JP (1) JP6451873B2 (ru)
KR (1) KR102225229B1 (ru)
CN (1) CN109890994A (ru)
RU (1) RU2722359C1 (ru)
TW (1) TWI634218B (ru)
WO (1) WO2018079059A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775241C1 (ru) * 2021-11-23 2022-06-28 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства электротехнической изотропной стали

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190024205A9 (en) * 2015-10-02 2019-01-24 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method of producing same
JP6451873B2 (ja) 2016-10-27 2019-01-16 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP6665794B2 (ja) 2017-01-17 2020-03-13 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR102107439B1 (ko) * 2017-07-19 2020-05-07 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 무방향성 전자 강판
JP6878351B2 (ja) 2018-05-14 2021-05-26 Ｊｆｅスチール株式会社 モータ
WO2019225529A1 (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN112430778A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 宝山钢铁股份有限公司 一种薄规格无取向电工钢板及其制造方法
US20220375667A1 (en) * 2019-10-29 2022-11-24 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
CN113136524B (zh) * 2020-01-20 2022-10-21 宝山钢铁股份有限公司 一种磁性能优良的无取向电工钢板及其制造方法
BR112022020680A2 (pt) * 2020-04-16 2022-11-29 Nippon Steel Corp Chapa de aço elétrico não orientado, e, método para fabricar a chapa de aço elétrico não orientado

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2400325C1 (ru) * 2006-10-23 2010-09-27 Ниппон Стил Корпорейшн Способ производства листа нетекстурированной электротехнической стали с прекрасными магнитными свойствами
RU2467826C2 (ru) * 2008-07-24 2012-11-27 Ниппон Стил Корпорейшн Литой сляб из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления
JP2014195818A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板用熱延鋼板の製造方法および無方向性電磁鋼板の製造方法
RU2532786C2 (ru) * 2010-10-25 2014-11-10 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Способ производства нетекстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами
RU2590740C2 (ru) * 2012-03-08 2016-07-10 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами и способ обработки кальцием этой стали
JP2016129902A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 Ｊｆｅスチール株式会社 打抜き加工方法、打抜き加工装置、および積層鉄心の製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10251752A (ja) * 1997-03-13 1998-09-22 Kawasaki Steel Corp 磁気特性に優れる熱延電磁鋼板の製造方法
DE19807122C2 (de) 1998-02-20 2000-03-23 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von nichtkornorientiertem Elektroblech
JP2000129410A (ja) 1998-10-30 2000-05-09 Nkk Corp 磁束密度の高い無方向性電磁鋼板
JP2000219916A (ja) 1999-01-28 2000-08-08 Nippon Steel Corp 磁束密度が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造法
CN1102670C (zh) 1999-06-16 2003-03-05 住友金属工业株式会社 无方向性电磁钢片及其制造方法
US6436199B1 (en) 1999-09-03 2002-08-20 Kawasaki Steel Corporation Non-oriented magnetic steel sheet having low iron loss and high magnetic flux density and manufacturing method therefor
JP4126479B2 (ja) * 2000-04-28 2008-07-30 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法
JP2001323352A (ja) 2000-05-15 2001-11-22 Kawasaki Steel Corp 加工性およびリサイクル性に優れた低鉄損かつ高磁束密度の無方向性電磁鋼板
CN1318627C (zh) * 2001-06-28 2007-05-30 杰富意钢铁株式会社 无方向性电磁钢板及其制造方法
DE10221793C1 (de) 2002-05-15 2003-12-04 Thyssenkrupp Electrical Steel Ebg Gmbh Nichtkornorientiertes Elektroband oder -blech und Verfahren zu seiner Herstellung
JP4718749B2 (ja) 2002-08-06 2011-07-06 Ｊｆｅスチール株式会社 回転機用高磁束密度無方向性電磁鋼板及び回転機用部材
US8097094B2 (en) 2003-10-06 2012-01-17 Nippon Steel Corporation High-strength electrical steel sheet and processed part of same
JP4804478B2 (ja) 2004-12-21 2011-11-02 ポスコ 磁束密度を向上させた無方向性電磁鋼板の製造方法
JP5716315B2 (ja) * 2010-08-10 2015-05-13 新日鐵住金株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP5712862B2 (ja) 2011-08-23 2015-05-07 新日鐵住金株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法
PL2778244T3 (pl) * 2011-11-11 2020-08-10 Nippon Steel Corporation Sposób wytwarzania blachy cienkiej z niezorientowanej stali elektrotechnicznej
US20150318093A1 (en) * 2012-01-12 2015-11-05 Nucor Corporation Electrical steel processing without a post cold-rolling intermediate anneal
JP6127440B2 (ja) 2012-10-16 2017-05-17 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板製造用の熱延鋼板およびその製造方法
JP5790953B2 (ja) 2013-08-20 2015-10-07 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とその熱延鋼板
KR101910444B1 (ko) 2014-02-27 2018-10-22 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 고강도 열연 강판 및 그의 제조 방법
KR101705235B1 (ko) * 2015-12-11 2017-02-09 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP6451873B2 (ja) 2016-10-27 2019-01-16 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2400325C1 (ru) * 2006-10-23 2010-09-27 Ниппон Стил Корпорейшн Способ производства листа нетекстурированной электротехнической стали с прекрасными магнитными свойствами
RU2467826C2 (ru) * 2008-07-24 2012-11-27 Ниппон Стил Корпорейшн Литой сляб из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления
RU2532786C2 (ru) * 2010-10-25 2014-11-10 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Способ производства нетекстурированной электротехнической стали с высокими магнитными свойствами
RU2590740C2 (ru) * 2012-03-08 2016-07-10 Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Нетекстурированная электротехническая листовая сталь с превосходными магнитными свойствами и способ обработки кальцием этой стали
JP2014195818A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板用熱延鋼板の製造方法および無方向性電磁鋼板の製造方法
JP2016129902A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 Ｊｆｅスチール株式会社 打抜き加工方法、打抜き加工装置、および積層鉄心の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775241C1 (ru) * 2021-11-23 2022-06-28 Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ производства электротехнической изотропной стали

Also Published As

Publication number Publication date
KR102225229B1 (ko) 2021-03-08
CN109890994A (zh) 2019-06-14
US11056256B2 (en) 2021-07-06
KR20190075991A (ko) 2019-07-01
TWI634218B (zh) 2018-09-01
WO2018079059A1 (ja) 2018-05-03
EP3533890B1 (en) 2021-12-22
TW201816143A (zh) 2018-05-01
EP3533890A4 (en) 2019-09-18
JPWO2018079059A1 (ja) 2018-10-25
US20190244735A1 (en) 2019-08-08
EP3533890A1 (en) 2019-09-04
JP6451873B2 (ja) 2019-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2722359C1 (ru) Лист из нетекстурированной электротехнической стали и способ его изготовления
RU2717447C1 (ru) Нетекстурированная электротехническая листовая сталь и способ ее производства
RU2674181C1 (ru) Лист из нетекстурированной электротехнической стали, способ его изготовления и сердечник двигателя
US11718891B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same, and motor core and method for producing same
RU2694299C1 (ru) Лист нетекстурированной электротехнической стали и способ его получения
US9767946B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet being less in deterioration of iron loss property by punching
JP2000129410A (ja) 磁束密度の高い無方向性電磁鋼板
JP2008031490A (ja) 無方向性電磁鋼板
JP4852804B2 (ja) 無方向性電磁鋼板
JP2000054085A (ja) 鉄損が低く打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板