RU2791867C1 - Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture - Google Patents

Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2791867C1
RU2791867C1 RU2022109008A RU2022109008A RU2791867C1 RU 2791867 C1 RU2791867 C1 RU 2791867C1 RU 2022109008 A RU2022109008 A RU 2022109008A RU 2022109008 A RU2022109008 A RU 2022109008A RU 2791867 C1 RU2791867 C1 RU 2791867C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
less
sheet
steel sheet
electrical steel
microstructure
Prior art date
Application number
RU2022109008A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ёсихико ОДА
Ёсиаки ДЗАЙДЗЭН
Томоюки ОКУБО
Такааки ТАНАКА
Юкино МИЯМОТО
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
Application filed by ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН filed Critical ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
Application granted granted Critical
Publication of RU2791867C1 publication Critical patent/RU2791867C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to non-oriented electrical steel sheet with controlled chemical composition and steel sheet microstructure, having suitable iron loss characteristics at high frequencies and high fatigue strength. Sheet of non-oriented electrical steel, having a chemical composition, % by weight: C 0.0100 or less, P 0.100 or less, Si 2.00 or more and 5.00 or less, Mn 5.00 or less, Al 3.00 or less, S 0.0100 or less, N 0.0050 or less, Zn 0.0005 or more and 0.0030 or less, Mo 0.001 or more and 0.100 or less, Cu 0.2 or less, Nb 0.010 or less, O 0.0050 or less, if necessary, at least one of: Cr 0.010 or more and 5.000 or less, Ca 0.0010 or more and 0.0050 or less, Sn 0.001 or more and 0.100 or less, Sb 0.0010 or more and 0.1000 or less, and the rest is Fe and unavoidable impurities. The sheet has a microstructure in which the proportion of non-recrystallized microstructure is 5% or more and 70% or less, and the number of inclusions with a diameter of 5 mcm or more is not more than 5 per mm2.
EFFECT: sheet is suitable for use in an internal permanent magnet motor rotor, which has suitable magnetic flux density B50 and high frequency iron loss characteristics, high tensile strength and fatigue strength.
2 cl, 2 dwg, 66 ex, 4 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к листу из нетекстурированной электротехнической стали с контролируемым химическим составом и микроструктурой стального листа, причём лист из нетекстурированной электротехнической стали имеет подходящие характеристики потерь в железе на высоких частотах и высокую усталостную прочность. Настоящее раскрытие также относится к способу изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали.The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet with a controlled chemical composition and microstructure of the steel sheet, wherein the non-oriented electrical steel sheet has suitable high frequency iron loss characteristics and high fatigue strength. The present disclosure also relates to a method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet.

Уровень техникиState of the art

В двигателе для электромобилей и кондиционеров воздуха, который в значительной степени обеспечивает экономию энергии, обычно используется двигатель с внутренним постоянным магнитом (IPM двигатель). Ротор IPM двигателя имеет пазовую часть, выполненную из листа электротехнической стали и встроенный в него постоянный магнит. Когда ротор вращается с высокой скоростью, центробежная сила оказывает значительное воздействие на секцию перемычки пазовой части, в которой удерживается постоянный магнит, что приводит к поломке секции перемычки.The motor for electric vehicles and air conditioners, which achieves great energy savings, usually uses an internal permanent magnet motor (IPM motor). The rotor of the IPM motor has a slotted part made of electrical steel sheet and a permanent magnet built into it. When the rotor rotates at a high speed, the centrifugal force exerts a significant effect on the web section of the slot portion in which the permanent magnet is held, resulting in the web section breaking.

С точки зрения повышения прочности секции перемычки, ширина перемычки должна быть увеличена, но, когда ширина перемычки увеличивается, увеличивается поток рассеяния постоянного магнита, что снижает КПД двигателя.From the point of view of increasing the strength of the web section, the width of the web should be increased, but when the width of the web is increased, the leakage flux of the permanent magnet increases, which reduces the efficiency of the motor.

Таким образом, ширина перемычки спроектирована так, чтобы быть как можно более узкой в пределах диапазона, в котором может быть достигнута прочность ротора.Thus, the width of the web is designed to be as narrow as possible within the range over which the strength of the rotor can be achieved.

Кроме того, в двигателе для электрического транспортного средства секция перемычки ротора подвергается повторяющимся нагрузкам при запуске, ускорении и остановке транспортного средства.In addition, in a motor for an electric vehicle, the web section of the rotor is subjected to repeated loads when starting, accelerating, and stopping the vehicle.

Поэтому секция перемычки должна иметь прочность, выдерживающую центробежное усилие при быстром вращении и выдерживающую повторяющиеся нагрузки.Therefore, the web section must have strength to withstand centrifugal force during rapid rotation and withstand repeated loads.

Соответственно, лист из нетекстурированной электротехнической стали, используемый в качестве материала ротора, должен иметь прочность, способную выдерживать центробежное усилие при вращении с высокой скоростью, т.е. подходящий предел прочность и при растяжении, который выдерживает повторяющиеся нагрузки, т.е., соответствующую усталостную прочность.Accordingly, the non-oriented electrical steel sheet used as the rotor material must have a strength capable of withstanding centrifugal force when rotating at high speed, i.e. suitable tensile strength and tensile strength that can withstand repeated loads, i.e., adequate fatigue strength.

Кроме того, в двигателе, использующем постоянный магнит, секция зубьев возбуждается магнитным потоком до 1,50 Тл или более, так что плотность магнитного потока B50 должна составлять 1,50 Тл или более. Более того, поскольку на поверхности ротора возникают потери в железе из-за высших гармоник, лист из электротехнической стали, используемый для ротора, должен иметь низкие потери в железе на высоких частотах.In addition, in a motor using a permanent magnet, the tooth section is driven by a magnetic flux of up to 1.50 T or more, so that the magnetic flux density B 50 must be 1.50 T or more. Moreover, since iron losses occur on the surface of the rotor due to higher harmonics, the electrical steel sheet used for the rotor must have low iron losses at high frequencies.

В качестве материала для такого ротора, например, в JP 5445194 B (PTL 1) раскрыт высокопрочный лист электротехнической стали, имеющий химический состав, содержащий Si: 0,2% или более и 3,5% или менее, Al: 2,50% или менее, и Nb: 0,05% или более и 8,0% или менее.As a material for such a rotor, for example, JP 5445194 B (PTL 1) discloses a high-strength electrical steel sheet having a chemical composition containing Si: 0.2% or more and 3.5% or less, Al: 2.50%. or less, and Nb: 0.05% or more and 8.0% or less.

JP 2005-113252 A (PTL 2) раскрывает лист из высокопрочной электротехнической стали, химический состав которого содержит Si: 2,0% или более и 3,5% или менее, Al: 0,02% или более и 3,0% или менее, и N: 0,005% или более и 0,020% или менее, и средний размер зерна 10 мкм или менее в области до 10 мкм на глубине от поверхности готового листа.JP 2005-113252 A (PTL 2) discloses a high strength electrical steel sheet whose chemical composition contains Si: 2.0% or more and 3.5% or less, Al: 0.02% or more and 3.0% or less, and N: 0.005% or more and 0.020% or less, and an average grain size of 10 µm or less in a region up to 10 µm at a depth from the surface of the finished sheet.

Список цитированных источниковList of sources cited

Патентная литератураPatent Literature

PTL 1: JP 5445194 BPTL 1: JP 5445194 B

PTL 2: JP 2005-113252 АPTL 2: JP 2005-113252 A

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Техническая проблемаTechnical problem

Однако лист из электротехнической стали, раскрытый в PTL 1, использует упрочнение путём выделения Nb, что повышает прочность, но увеличивает потери в железе.However, the electrical steel sheet disclosed in PTL 1 uses Nb precipitation hardening, which improves strength but increases iron loss.

Лист из электротехнической стали, раскрытый в PTL 2, имеет высокое содержание азота, что также увеличивает потери в железе.The electrical steel sheet disclosed in PTL 2 has a high nitrogen content, which also increases the iron loss.

Кроме того, известно, что для повышения предела прочности при растяжении и усталостной прочности листа из электротехнической стали эффективно уменьшать содержание примесных элементов, таких как C, S и N, при одновременном измельчении кристаллических зёрен.In addition, it is known that, in order to improve the tensile strength and fatigue strength of an electrical steel sheet, it is effective to reduce the content of impurity elements such as C, S, and N while refining the crystal grains.

Однако в этом способе, поскольку размер кристаллического зерна изменяется в зависимости от незначительного изменения количеств C, S и N, изменение предела прочности при растяжении среди изготовленных листов электротехнической стали становится большим и должно подавляться.However, in this method, since the crystal grain size changes depending on the slight change in the amounts of C, S and N, the change in tensile strength among the manufactured electrical steel sheets becomes large and must be suppressed.

Таким образом, может быть полезно предложить лист из нетекстурированной электротехнической стали, пригодный для использования в роторе IPM двигателя, который имеет подходящую плотность магнитного потока B50 и высокочастотные характеристики потерь в железе, высокие предел прочности при растяжении и усталостную прочность, а также незначительное изменение предела прочности при растяжении, а также способ его изготовления.Thus, it may be useful to provide a non-oriented electrical steel sheet suitable for use in an IPM motor rotor, which has a suitable magnetic flux density B 50 and high frequency iron loss characteristics, high tensile strength and fatigue strength, and little change in limit tensile strength, as well as a method of its manufacture.

Решение проблемыSolution

В результате интенсивных исследований, проведённых для решения указанных выше проблем, мы установили, что при соответствующем контроле количества Zn и Мо, добавляемых к листу из нетекстурированной электротехнической стали, имеющему нерекристаллизованную микроструктуру, и уменьшении включений в стали, можно сделать плотность магнитного потока B50 и высокочастотные потери в железе подходящими, а усталостную прочность и предел прочности при растяжении высокими, а также уменьшить изменения предела прочности при растяжении.As a result of intensive research carried out to solve the above problems, we have found that by appropriately controlling the amount of Zn and Mo added to a non-oriented electrical steel sheet having a non-recrystallized microstructure and reducing inclusions in the steel, it is possible to make the magnetic flux density B 50 and high-frequency iron loss suitable, and the fatigue strength and tensile strength are high, and reduce the change in tensile strength.

Настоящее раскрытие было завершено на основе вышеуказанных данных, и его основные признаки описаны ниже.The present disclosure has been completed based on the above data and its main features are described below.

1. Лист из нетекстурированной электротехнической стали, включающий: химический состав стального листа, содержащий (состоящий из) в мас.%, C: 0% или более и 0,0100% или менее, P: 0% или более и 0,100% или менее, Si: 2,00% или более и 5,00% или менее, Mn: 0% или более и 5,00% или менее, Al: 0% или более и 3,00% или менее, S: 0% или более и 0,0100% или менее, N: 0% или более и 0,0050% или менее, Zn: 0,0005% или более и 0,0030% или менее, Mo: 0,001% или более и 0,100% или менее, Cu: 0% или более и 0,2% или менее, Nb: 0% или более и 0,010% или менее, и O: 0% или более и 0,0050% или менее, остальное Fe и неизбежные примеси; и микроструктуру, в которой доля нерекристаллизованной микроструктуры составляет 5% или более и 70% или менее, а количество включений диаметром 5 мкм и более составляет не более 5 имп/мм2.1. Non-oriented electrical steel sheet, including: the chemical composition of the steel sheet, containing (consisting of) in wt.%, C: 0% or more and 0.0100% or less, P: 0% or more and 0.100% or less , Si: 2.00% or more and 5.00% or less, Mn: 0% or more and 5.00% or less, Al: 0% or more and 3.00% or less, S: 0% or less more and 0.0100% or less, N: 0% or more and 0.0050% or less, Zn: 0.0005% or more and 0.0030% or less, Mo: 0.001% or more and 0.100% or less , Cu: 0% or more and 0.2% or less, Nb: 0% or more and 0.010% or less, and O: 0% or more and 0.0050% or less, the rest is Fe and unavoidable impurities; and a microstructure in which the proportion of non-recrystallized microstructure is 5% or more and 70% or less, and the number of inclusions with a diameter of 5 μm or more is not more than 5 imp/mm 2 .

2. Лист из нетекстурированной электротехнической стали по п. 1, дополнительно включающий Cr: 0,010 мас.% или более и 5,000 мас.% или менее в химическом составе стального листа.2. The non-oriented electrical steel sheet according to claim 1, further including Cr: 0.010 mass% or more and 5,000 mass% or less in the chemical composition of the steel sheet.

3. Лист из нетекстурированной электротехнической стали в соответствии по пп 1. или 2, дополнительно включающий Ca: 0,0010 мас.% или более и 0,0050 мас.% или менее в химическом составе стального листа.3. The non-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, further including Ca: 0.0010 wt.% or more and 0.0050 wt.% or less in the chemical composition of the steel sheet.

4. Лист из нетекстурированной электротехнической стали по пп. 1 - 3, дополнительно включающий Sn: 0,001 мас.% или более и 0,100 мас.% или менее и/или Sb: 0,0010 мас.% или более и 0,1000 мас.% или менее в химическом составе стального листа.4. Sheet of non-oriented electrical steel according to paragraphs. 1 to 3, further comprising Sn: 0.001 mass% or more and 0.100 mass% or less and/or Sb: 0.0010 mass% or more and 0.1000 mass% or less in the chemical composition of the steel sheet.

5. Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали по пп. 1 - 4, включающий подачу раскислителя во время вакуумной дегазации и последующее перемешивание в течение 10 минут или более.5. A method of manufacturing a sheet of non-oriented electrical steel according to paragraphs. 1 - 4, including the supply of the deoxidizer during vacuum degassing and subsequent mixing for 10 minutes or more.

Преимущественный эффектPreferential effect

В соответствии с настоящим раскрытием материал ротора для высокоскоростных двигателей имеет не только подходящие плотность магнитного потока B50 и высокочастотные потери в железе, но также высокую усталостную прочность и низкий разброс высокого предела прочности при растяжении.According to the present disclosure, the rotor material for high speed motors not only has suitable B 50 magnetic flux density and high frequency iron loss, but also high fatigue strength and low high tensile strength spread.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На прилагаемых чертежах:On the attached drawings:

Фиг. 1 иллюстрирует зависимость между долей нерекристаллизованной микроструктуры и усталостной прочностью; иFig. 1 illustrates the relationship between the proportion of non-recrystallized microstructure and fatigue strength; And

Фиг. 2 иллюстрирует зависимость между количеством включений диаметром 5 мкм и более и усталостной прочностью.Fig. 2 illustrates the relationship between the number of inclusions with a diameter of 5 µm or more and fatigue strength.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Далее будет описана история того, как настоящее раскрытие было создано, а также подробности и причины ограничений настоящего раскрытия.The following will describe the history of how the present disclosure was made, as well as the details and reasons for the limitations of the present disclosure.

Некоторые листы из нетекстурированной электротехнической стали имеют нерекристаллизованную микроструктуру. Нерекристаллизованная микроструктура в листе из нетекстурированной электротехнической стали представляет собой микроструктуру, в которой рекристаллизация не завершена. Рекристаллизация означает, что кристаллические зёрна со значительно более низкой плотностью дислокаций образуются и растут, когда материал выдерживается при высоких температурах, и рекристаллизованные зерна можно отличить от некристаллизованных зёрен путём наблюдения с помощью оптической микроскопии. Когда доля нерекристаллизованной микроструктуры в стали велика, усталостная прочность увеличивается и потери в железе имеют тенденцию к ухудшению.Some non-oriented electrical steel sheets have a non-recrystallized microstructure. A non-recrystallized microstructure in a non-oriented electrical steel sheet is a microstructure in which recrystallization is not completed. Recrystallization means that crystalline grains with a much lower dislocation density are formed and grow when the material is kept at high temperatures, and recrystallized grains can be distinguished from non-crystallized grains by observation with optical microscopy. When the proportion of non-recrystallized microstructure in steel is large, fatigue strength increases and iron loss tends to deteriorate.

Во-первых, чтобы исследовать влияние нерекристаллизованной микроструктуры на усталостную прочность, мы в лаборатории выплавили сталь, имеющую в мас.% C: 0,0015%, Si: 3,7%, Al: 0,5%, Mn: 0,7% , P: 0,01%, S: 0,001%, N: 0,0016%, Zn: 0,0012% и O: 0,0015% (здесь и далее % для компонентов стали обозначает мас.%), и подвергли горячей прокатке для получения горячекатаных листов толщиной 1,6 мм. Горячекатаные листы подвергают отжигу горячекатаного листа при 950°С в течение 30 с в атмосфере 100% об. N2 с последующей кислотной очисткой, холодной прокатке до толщины листа 0,25 мм и окончательному отжигу при 550°С или выше и 800°C или ниже в течение 10 с в атмосфере 20% об. H2 – 80% об. N2 для получения конечных отожжённых листов.First, in order to investigate the effect of non-recrystallized microstructure on fatigue strength, we smelted steel in the laboratory having a wt% C: 0.0015%, Si: 3.7%, Al: 0.5%, Mn: 0.7 % , P: 0.01%, S: 0.001%, N: 0.0016%, Zn: 0.0012% and O: 0.0015% (hereinafter, % for steel components means wt.%), and subjected to hot rolling to obtain hot-rolled sheets with a thickness of 1.6 mm. The hot-rolled sheets are subjected to hot-rolled sheet annealing at 950°C for 30 seconds in an atmosphere of 100% vol. N 2 followed by acid cleaning, cold rolling to a sheet thickness of 0.25 mm and final annealing at 550°C or more and 800°C or less for 10 s in an atmosphere of 20% vol. H 2 - 80% vol. N 2 to obtain final annealed sheets.

Образец для испытания на усталость, имеющий параллельную часть шириной 5 мм и длиной 150 мм, отбирают из каждого конечного отожжённого листа в направлении прокатки и поперечном направлении (направлении, ортогональном направлению прокатки). Параллельную часть шлифуют до зеркального блеска и дополнительно шлифуют наждачной бумагой № 800 в продольном направлении. Испытание на усталость проводят с коэффициентом натяжения равным 0,1, и частотой 20 Гц, и амплитудой напряжения, при которой после 107 повторений не происходило разрушения, определяют как усталостную прочность конечного отожжённого листа.A fatigue test piece having a parallel portion 5 mm wide and 150 mm long is taken from each final annealed sheet in the rolling direction and the transverse direction (direction orthogonal to the rolling direction). The parallel part is polished to a mirror finish and additionally polished with sandpaper No. 800 in the longitudinal direction. The fatigue test is carried out with a tension factor of 0.1 and a frequency of 20 Hz, and the stress amplitude at which no fracture occurs after 10 7 repetitions is determined as the fatigue strength of the final annealed sheet.

Состояние «зеркальная полировка» достигается полировкой поверхности алмазным шлифовальным камнем № 500.The “mirror polished” condition is achieved by polishing the surface with a No. 500 diamond grinding stone.

Фиг. 1 иллюстрирует влияние нерекристаллизованной микроструктуры на усталостную прочность стального листа. Здесь усталостная прочность в настоящем раскрытии указывает среднее значение усталостной прочности в направлении прокатки и в поперечном направлении (направлении, ортогональном направлению прокатки). Для наблюдения за микроструктурой поперечное сечение в направлении прокатки каждого стального листа полируют, протравливают ниталем, и затем изучают с помощью оптической микроскопии. 1 м2 стального листа произвольно отбирают в пяти местах для определения доли нерекристаллизованных зёрен в измеряемой области площадью 1 см2 в каждом месте. Доля нерекристаллизованных зёрен в настоящем изобретении представляет долю или долю площади в общей микроструктуре, и такая доля является результатом использования по этой методике измерения.Fig. 1 illustrates the effect of a non-recrystallized microstructure on the fatigue strength of a steel sheet. Here, the fatigue strength in the present disclosure indicates the average value of the fatigue strength in the rolling direction and in the transverse direction (the direction orthogonal to the rolling direction). To observe the microstructure, the cross section in the rolling direction of each steel sheet is polished, etched with nital, and then examined by optical microscopy. 1 m 2 steel sheet is randomly sampled at five locations to determine the proportion of non-recrystallized grains in a measurable area of 1 cm 2 at each location. The proportion of non-recrystallized grains in the present invention represents the proportion or area fraction in the overall microstructure, and such proportion is the result of using this measurement technique.

Как видно из фиг. 1, при доле нерекристаллизованной микроструктуры в микроструктуре стали 5% и более, может быть получена усталостная прочность 550 МПа и более, что требуется для материала высокоскоростного ротора двигателя HEV/EV (IPM двигатель). Считается, что это связано с тем, что нерекристаллизованная микроструктура имеет больше дислокаций, что приводит к скоплению дислокаций и более высокой усталостной прочности.As can be seen from FIG. 1, when the proportion of non-recrystallized microstructure in the steel microstructure is 5% or more, a fatigue strength of 550 MPa or more, which is required for a high-speed rotor material of a HEV/EV motor (IPM motor), can be obtained. This is believed to be because the non-recrystallized microstructure has more dislocations, resulting in dislocation clustering and higher fatigue strength.

Из приведённых выше результатов видно, что усталостная прочность стального листа становится высокой, когда доля нерекристаллизованной микроструктуры составляет 5% или более, предпочтительно 15% или более. Это связано с тем, что усталостная прочность и предел прочности при растяжении улучшаются по мере увеличения доли нерекристаллизованной микроструктуры. С другой стороны, если доля нерекристаллизованной микроструктуры в микроструктуре стали превышает 70 %, потери в железе становятся заметно высокими. Поэтому доля нерекристаллизованной микроструктуры должна составлять 70 % или менее, предпочтительно 60 % или менее.From the above results, it can be seen that the fatigue strength of the steel sheet becomes high when the proportion of non-recrystallized microstructure is 5% or more, preferably 15% or more. This is because fatigue strength and tensile strength improve as the proportion of non-recrystallized microstructure increases. On the other hand, if the proportion of non-recrystallized microstructure in the steel microstructure exceeds 70%, the iron loss becomes markedly high. Therefore, the proportion of non-recrystallized microstructure should be 70% or less, preferably 60% or less.

Затем, чтобы исследовать технологическую стабильность, сосредоточив внимание на изменении включений, выплавляют сталь в лаборатории, содержащую C: 0,0018%, Si: 3,5%, Al: 0,65%, Mn: 0,4%, P: 0,01%, S: 0,0008%, N: 0,0016% и Zn: 0,0011% для 10 загрузок и подвергают горячей прокатке до достижения толщины листа 2 мм для получения горячекатаных листов. Горячекатаные листы подвергают отжигу горячекатаного листа при 1000°С в течение 30 с в атмосфере 100% об. N2 с последующей кислотной очисткой, холодной прокатке до толщины листа 0,25 мм и окончательному отжигу при 650°С в течение 10 с в атмосфере 20% об. H2 – 80% об. N2.Then, in order to investigate the process stability, focusing on the change in inclusions, steel is smelted in the laboratory containing C: 0.0018%, Si: 3.5%, Al: 0.65%, Mn: 0.4%, P: 0 .01%, S: 0.0008%, N: 0.0016%, and Zn: 0.0011% for 10 charges and hot rolled to a sheet thickness of 2 mm to obtain hot rolled sheets. Hot-rolled sheets are subjected to hot-rolled sheet annealing at 1000° C. for 30 seconds in an atmosphere of 100% vol. N 2 followed by acid cleaning, cold rolling to a sheet thickness of 0.25 mm and final annealing at 650°C for 10 s in an atmosphere of 20% vol. H 2 - 80% vol. N2 .

При оценке усталостной прочности полученных таким образом стальных листов было установлено, что некоторые материалы имеют значительно низкую усталостную прочность.When evaluating the fatigue strength of the steel sheets thus obtained, it was found that some materials have a significantly low fatigue strength.

Чтобы исследовать причину проблемы, после полировки поверхности каждого стального листа оксидом алюминия и травления ниталем проведено наблюдение с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), и были обнаружены крупные включения. Эти крупные включения считались источниками трещин в стальном листе при измерении усталостной прочности, что приводило к значительному снижению усталостной прочности. Включения препятствуют росту кристаллических зёрен листа из нетекстурированной электротехнической стали. В качестве включений известны, например, сульфиды, такие как сульфид меди (CuS) и сульфид марганца (MnS), оксиды, такие как диоксид кремния (SiO2) и оксид алюминия (Al2O3), и нитриды, такие как нитрид алюминия (AlN) и нитрид титана (TiN). В настоящем описании включения означают такие неметаллические выделения, такие как оксиды, сульфиды и нитриды.To investigate the cause of the problem, after polishing the surface of each steel sheet with aluminum oxide and etching with nital, scanning electron microscope (SEM) observation was carried out, and large inclusions were found. These large inclusions were considered sources of cracks in the steel sheet when measuring fatigue strength, resulting in a significant reduction in fatigue strength. Inclusions prevent the growth of crystalline grains in non-oriented electrical steel sheet. Known as inclusions are, for example, sulfides such as copper sulfide (CuS) and manganese sulfide (MnS), oxides such as silicon dioxide (SiO 2 ) and alumina (Al 2 O 3 ), and nitrides such as aluminum nitride. (AlN) and titanium nitride (TiN). As used herein, inclusions refer to non-metallic precipitates such as oxides, sulfides and nitrides.

Для исследования влияния количества включений на усталостную прочность поверхность стального листа полируют на глубину 50 мкм и до центральной части в направлении толщины листа от поверхности, и определяют количество включений и рассчитывают среднее значение. Фиг. 2 иллюстрирует влияние количества включений на усталостную прочность. Здесь размер и количество включений оценивают следующим образом. Для размера включений определяют эквивалентный круговой диаметр каждого включения. Для определения количества включений 1 м2 каждого стального листа случайным образом отбирают в двадцати местах, количество включений подсчитывают в поле зрения 0,1 мм2 в каждом месте отбора и умножают на 10, чтобы получить количество включений на 1 мм2 стального листа. В качестве включений учитывают включения диаметром 5 мкм и более, влияющие на усталостную прочность. Количество включений в настоящем изобретении представляет среднее число включений во всей микроструктуре, и такое количество является результатом, полученным с использованием этой методики измерения.To study the influence of the number of inclusions on the fatigue strength, the surface of the steel sheet is polished to a depth of 50 μm and to the central part in the thickness direction of the sheet from the surface, and the number of inclusions is determined and the average value is calculated. Fig. 2 illustrates the effect of the number of inclusions on fatigue strength. Here, the size and number of inclusions are estimated as follows. For the size of the inclusions, the equivalent circular diameter of each inclusion is determined. To determine the number of inclusions, 1 m 2 of each steel sheet is randomly sampled at twenty locations, the number of inclusions is counted in a field of view of 0.1 mm 2 at each sampling location and multiplied by 10 to obtain the number of inclusions per 1 mm 2 of steel sheet. As inclusions, inclusions with a diameter of 5 μm or more are taken into account, affecting the fatigue strength. The number of inclusions in the present invention represents the average number of inclusions in the entire microstructure, and this number is the result obtained using this measurement technique.

Как видно из фиг. 2, усталостная прочность значительно снижается, когда количество включений диаметром 5 мкм и более превышает 5/мм2. В обычных листах из электротехнической стали на усталостную прочность не так сильно влияют включения, но в листах из высокопрочной электротехнической стали считается, что усталостная прочность снижается при появлении трещин, вызванных включениями, и поэтому необходимо уменьшить количество крупных включений. Считается, что включения диаметром менее 5 мкм оказывают незначительное влияние, поскольку они не действуют как фактор, инициирующий трещину.As can be seen from FIG. 2, the fatigue strength is significantly reduced when the number of inclusions with a diameter of 5 μm or more exceeds 5/mm 2 . In ordinary electrical steel sheets, the fatigue strength is not so strongly affected by inclusions, but in high-strength electrical steel sheets, it is considered that the fatigue strength decreases when cracks caused by inclusions appear, and therefore it is necessary to reduce the number of large inclusions. Inclusions smaller than 5 µm in diameter are considered to have little effect as they do not act as a crack initiator.

С учётом изложенного видно, что количество включений диаметром 5 мкм и более должно быть 5/мм2 или менее для стабильного поддержания усталостной прочности на уровне 550 МПа или более.In view of the above, it can be seen that the number of inclusions with a diameter of 5 μm or more should be 5/mm 2 or less to stably maintain a fatigue strength of 550 MPa or more.

Концентрация кислорода в материалах, использованных в испытаниях для получения результатов, показанных на фиг. 2, как было определено, составляет 10 частей на миллион или более и 100 частей на миллион или менее. В целом известно, что количество включений в стали уменьшается при снижении содержания кислорода. Однако в приведённых выше опытах количество включений диаметром 5 мкм и более не обязательно коррелирует с содержанием кислорода. Таким образом, установлено, что простого ограничения содержания кислорода недостаточно для подавления изменения усталостной прочности и что важно контролировать включения.The oxygen concentration of the materials used in the tests to obtain the results shown in FIG. 2 has been determined to be 10 ppm or more and 100 ppm or less. In general, it is known that the number of inclusions in steel decreases as the oxygen content decreases. However, in the above experiments, the number of inclusions with a diameter of 5 µm or more does not necessarily correlate with the oxygen content. Thus, it has been found that simply limiting the oxygen content is not enough to suppress the change in fatigue strength and that it is important to control the inclusions.

В настоящем раскрытии компоненты стального листа (здесь и далее % для компонентов стального листа относится к мас.%) должны находиться в следующем диапазоне. In the present disclosure, the components of the steel sheet (hereinafter, % for the components of the steel sheet refers to wt%) should be in the following range.

Si: 2,00% или более и 5,00% или менееSi: 2.00% or more and 5.00% or less

Si является эффективным элементом для увеличения удельного сопротивления стального листа. Таким образом, нижний предел содержания Si составляет 2,00%, и содержание Si предпочтительно составляет 3,50% или более. С другой стороны, содержание Si, превышающее 5,00%, приводит к снижению плотности магнитного потока насыщения и связанному с этим уменьшению плотности магнитного потока, а также к ухудшению усталостной прочности. Таким образом, верхний предел содержания Si составляет 5,00%.Si is an effective element for increasing the resistivity of steel sheet. Thus, the lower limit of the Si content is 2.00%, and the Si content is preferably 3.50% or more. On the other hand, a Si content exceeding 5.00% leads to a decrease in the saturation magnetic flux density and a corresponding decrease in the magnetic flux density, as well as a deterioration in fatigue strength. Thus, the upper limit of the Si content is 5.00%.

Al: 3,00% или менееAl: 3.00% or less

Al, как и Si, является эффективным элементом для повышения удельного сопротивления. Однако содержание Al, превышающее 3,00%, приводит к снижению плотности магнитного потока насыщения и связанному с этим уменьшению плотности магнитного потока, а также к ухудшению усталостной прочности. Таким образом, верхний предел содержания Al составляет 3,00%. Нижний предел содержания Al конкретно не установлен, но содержание Al предпочтительно составляет 0,30 % или более, и более предпочтительно 0,50 % или более с точки зрения потерь в железе. Al, like Si, is an effective element for increasing resistivity. However, an Al content exceeding 3.00% leads to a decrease in the saturation magnetic flux density and a corresponding decrease in the magnetic flux density, as well as to a deterioration in fatigue strength. Thus, the upper limit of the Al content is 3.00%. The lower limit of the Al content is not specifically set, but the Al content is preferably 0.30% or more, and more preferably 0.50% or more in terms of iron loss.

C: 0,0100% или менееC: 0.0100% or less

C увеличивает потери в железе из-за выделения карбида. Поэтому содержание С установлено равным 0,0100% или менее, предпочтительно 0,0050% или менее, чтобы подавить увеличение потерь в железе. Нижний предел конкретно не ограничен и может быть равен 0%.C increases iron loss due to carbide precipitation. Therefore, the C content is set to 0.0100% or less, preferably 0.0050% or less, in order to suppress an increase in iron loss. The lower limit is not particularly limited and may be 0%.

Mn: 5,00% или менееMn: 5.00% or less

Mn является эффективным элементом для увеличения удельного сопротивления стального листа. Однако содержание Mn, превышающее 5,00%, снижает плотность магнитного потока, и, таким образом, верхний предел содержания Mn составляет 5,00%. Нижний предел содержания Mn специально не устанавливается, но содержание Mn предпочтительно составляет 0,10% или более, чтобы уменьшить потери в железе.Mn is an effective element for increasing the resistivity of steel sheet. However, the Mn content exceeding 5.00% lowers the magnetic flux density, and thus the upper limit of the Mn content is 5.00%. The lower limit of the Mn content is not specifically set, but the Mn content is preferably 0.10% or more in order to reduce iron loss.

P: 0,100% или менееP: 0.100% or less

P делает стальной лист хрупким, если его добавить больше 0,100%, что затрудняет холодную прокатку. Таким образом, содержание P установлено равным 0,200% или менее. Нижний предел конкретно не ограничен и может быть равен 0%.P makes the steel sheet brittle if added more than 0.100%, making cold rolling difficult. Thus, the P content is set to 0.200% or less. The lower limit is not particularly limited and may be 0%.

N: 0,0050% или менееN: 0.0050% or less

N вызывает большее выделение нитридов, если добавляется в больших количествах, и увеличивает потери в железе. Таким образом, содержание N устанавливается равным 0,0050% или менее. Нижний предел конкретно не ограничен и может быть равен 0%.N causes more nitride release if added in large amounts and increases iron losses. Thus, the N content is set to 0.0050% or less. The lower limit is not particularly limited and may be 0%.

O: 0,0050% или менееO: 0.0050% or less

Содержание O, превышающее 0,0050%, приводит к образованию оксидов и ухудшает магнитные свойства. Таким образом, верхний предел содержания О составляет 0,0050%. Нижний предел конкретно не ограничен и может быть равен 0%.The content of O exceeding 0.0050% leads to the formation of oxides and degrades the magnetic properties. Thus, the upper limit of the O content is 0.0050%. The lower limit is not particularly limited and may be 0%.

S: 0,0100% или менееS: 0.0100% or less

S вызывает увеличение потерь в железе из-за выделения MnS, если её содержание превышает 0,0100%. Таким образом, верхний предел содержания S составляет 0,0100%. Нижний предел конкретно не ограничен и может быть равен 0%.S causes an increase in iron losses due to the release of MnS if its content exceeds 0.0100%. Thus, the upper limit of the S content is 0.0100%. The lower limit is not particularly limited and may be 0%.

Мо: 0,001% или более и 0,100% или менееMo: 0.001% or more and 0.100% or less

Мо стабилизирует нерекристаллизованную микроструктуру, поэтому нижний предел содержания Мо составляет 0,001%. С другой стороны, содержание Мо, превышающее 0,100%, значительно увеличивает потери в железе. Таким образом, верхний предел содержания Мо составляет 0,100%, предпочтительно 0,010%.Mo stabilizes the non-recrystallized microstructure, so the lower limit of Mo content is 0.001%. On the other hand, a Mo content exceeding 0.100% greatly increases the iron loss. Thus, the upper limit of the Mo content is 0.100%, preferably 0.010%.

Cu: 0,2% или менееCu: 0.2% or less

Содержание Cu, превышающее 0,2%, приводит к уменьшению плотности магнитного потока. Таким образом, верхний предел содержания меди составляет 0,2 % и более предпочтительно 0,1 %. Нижний предел конкретно не ограничен и может быть равен 0%.The Cu content exceeding 0.2% leads to a decrease in the magnetic flux density. Thus, the upper limit of the copper content is 0.2% and more preferably 0.1%. The lower limit is not particularly limited and may be 0%.

Nb: 0,010% или менееNb: 0.010% or less

Nb является элементом, который образует выделения, такие как NbC, и способствует увеличению прочности, но образование выделений значительно увеличивает потери в железе. Таким образом, верхний предел содержания Nb составляет 0,010 % и предпочтительно 0,005 % или менее. Нижний предел не ограничен, но для повышения прочности он должен составлять 0,001% или более.Nb is an element that forms precipitates such as NbC and contributes to strength increase, but the formation of precipitates greatly increases iron losses. Thus, the upper limit of the Nb content is 0.010%, and preferably 0.005% or less. The lower limit is not limited, but it should be 0.001% or more to improve strength.

Zn: 0,0005% или более и 0,0030% или менееZn: 0.0005% or more and 0.0030% or less

Zn представляет собой элемент, который обычно не добавляют в лист из электротехнической стали из-за его высокого давления паров и высокой летучести. Однако если температуру расплавленной стали отрегулировать после раскисления путём добавления лома, Zn может быть введён в сталь. Для листов из электротехнической стали общего назначения материалы, которые были в достаточной степени рекристаллизованы, поставляются как продукты, поэтому прочностные свойства остаются стабильными, даже если к ним добавлен Zn. Однако в материале, в котором остаётся нерекристаллизованная микроструктура, как в настоящем раскрытии, добавление Zn вызывает изменение прочности.Zn is an element that is usually not added to electrical steel sheet due to its high vapor pressure and high volatility. However, if the temperature of the molten steel is adjusted after deoxidation by adding scrap, Zn can be introduced into the steel. For general purpose electrical steel sheets, materials that have been sufficiently recrystallized are supplied as products so that the strength properties remain stable even if Zn is added to them. However, in a material in which an unrecrystallized microstructure remains, as in the present disclosure, the addition of Zn causes a change in strength.

Здесь, чтобы исследовать влияние Zn на изменение прочности стального листа, в лаборатории готовят сталь, имеющую химический состав, содержащий C: 0,0021%, Si: 3,7%, Al: 0,6%, Mn: 0,8%, P : 0,01%, S: 0,001%, N: 0,0013%, и Zn: 0,0003% или более и 0,0060% и менее и O: 0,0015%, остальное Fe и неизбежные примеси, и подвергают горячей прокатке для получения стальных горячекатаных листов толщиной 2 мм. Затем горячекатаные стальные подвергают отжигу при 1000°C в течение 30 с в атмосфере 100% об. N2 с последующей кислотной очисткой, холодной прокаткой до толщины листа 0,25 мм и конечным отжигом при 680°C в течение 10 с в атмосфере 20% об. H2 – 80% об. N2. Из каждого стального листа после окончательного отжига отбирают двадцать образцов для испытаний JIS № 5, которые подвергают испытаниям на растяжение. По результатам испытаний на растяжение определяют стандартное отклонение σ и строят график зависимости между содержанием Zn и σ. Когда содержание Zn превышает 0,0030%, σ увеличивается до 20 МПа или более, и колебания становились значительными. Считается, что это связано с тем, что Zn был введён, чтобы сделать поведение рекристаллизации нестабильным, что привело к изменению степени рекристаллизации среди двадцати образцов для испытаний.Here, in order to investigate the effect of Zn on the change in the strength of a steel sheet, a steel having a chemical composition containing C: 0.0021%, Si: 3.7%, Al: 0.6%, Mn: 0.8%, is prepared in the laboratory, P: 0.01%, S: 0.001%, N: 0.0013%, and Zn: 0.0003% or more and 0.0060% or less, and O: 0.0015%, the rest is Fe and unavoidable impurities, and subjected to hot rolling to obtain hot-rolled steel sheets with a thickness of 2 mm. Then hot-rolled steel is subjected to annealing at 1000°C for 30 s in an atmosphere of 100% vol. N 2 followed by acid cleaning, cold rolling to a sheet thickness of 0.25 mm and final annealing at 680°C for 10 s in an atmosphere of 20% vol. H 2 - 80% vol. N2 . Twenty JIS No. 5 test specimens were taken from each steel sheet after final annealing and subjected to tensile testing. From the results of the tensile tests, the standard deviation σ is determined and a graph is plotted between the Zn content and σ. When the Zn content exceeds 0.0030%, σ increases to 20 MPa or more, and the fluctuation becomes large. This is believed to be because Zn was introduced to make the recrystallization behavior unstable, resulting in a change in the degree of recrystallization among twenty test specimens.

По этой причине верхний предел содержания Zn составляет 0,0030%. В результате стандартное отклонение σ может быть снижено до 20 МПа или менее у листа из электротехнической стали, в котором сохраняется нерекристаллизованная микроструктура. Хотя нижний предел содержания Zn предпочтительно является как можно более низким, стабилизация содержания Zn до 0,0005% или менее увеличивает стоимость, и, таким образом, нижний предел содержания Zn составляет 0,0005%.For this reason, the upper limit of the Zn content is 0.0030%. As a result, the standard deviation σ can be reduced to 20 MPa or less in an electrical steel sheet in which a non-recrystallized microstructure is retained. Although the lower limit of the Zn content is preferably as low as possible, stabilizing the Zn content to 0.0005% or less increases the cost, and thus the lower limit of the Zn content is 0.0005%.

Остальное, кроме компонентов стального листа по настоящему раскрытию, включает Fe и неизбежные примеси.The rest, except for the components of the steel sheet of the present disclosure, includes Fe and unavoidable impurities.

В дополнение к вышеуказанным компонентам стального листа, следующие компоненты могут быть включены в случае необходимости в настоящее раскрытие.In addition to the above steel sheet components, the following components may be included in the present disclosure as needed.

Cr: 0,010% или более и 5,000% или менееCr: 0.010% or more and 5.000% or less

Cr, как и Si, является эффективным элементом для увеличения удельного сопротивления. Поэтому при добавлении Cr нижний предел составляет 0,010%. Предпочтительно нижний предел составляет 0,100%. С другой стороны, содержание Cr, превышающее 5,000%, приводит к снижению плотности магнитного потока насыщения и связанному с этим уменьшению плотности магнитного потока. Таким образом, верхний предел содержания Cr составляет 5,000%.Cr, like Si, is an effective element for increasing resistivity. Therefore, when Cr is added, the lower limit is 0.010%. Preferably the lower limit is 0.100%. On the other hand, a Cr content exceeding 5.000% leads to a decrease in the saturation magnetic flux density and a corresponding decrease in the magnetic flux density. Thus, the upper limit of the Cr content is 5.000%.

Ca: 0,0010% или более и 0,0050% или менее.Ca: 0.0010% or more and 0.0050% or less.

Ca представляет элемент, который фиксирует S в виде CaS и способствует снижению потерь в железе. Поэтому при добавлении Ca нижний предел составляет 0,0010%. С другой стороны, поскольку содержание Са, превышающее 0,0050%, вызывает насыщение эффекта и излишне увеличивает стоимость, верхний предел составляет 0,0050%.Ca is the element that fixes S as CaS and helps reduce iron loss. Therefore, when Ca is added, the lower limit is 0.0010%. On the other hand, since the Ca content exceeding 0.0050% causes saturation of the effect and unnecessarily increases the cost, the upper limit is 0.0050%.

Sn: 0,001% или более и 0,100% или менее и/или Sb: 0,0010% или более и 0,1000% или менее.Sn: 0.001% or more and 0.100% or less and/or Sb: 0.0010% or more and 0.1000% or less.

Sn является эффективным элементом для улучшения плотности магнитного потока за счёт улучшения текстуры. Поэтому при добавлении Sn нижний предел составляет 0,001%. С другой стороны, содержание Sn, превышающее 0,100%, делает материал хрупким, поэтому верхний предел содержания Sn составляет 0,100%. Sb также является эффективным элементом для улучшения плотности магнитного потока за счёт улучшения текстуры. Поэтому при добавлении Sb нижний предел составляет 0,0010%. С другой стороны, содержание Sb, превышающее 0,1000%, делает материал хрупким, поэтому верхний предел содержания Sb составляет 0,1000%.Sn is an effective element for improving the magnetic flux density by improving the texture. Therefore, when Sn is added, the lower limit is 0.001%. On the other hand, the Sn content exceeding 0.100% makes the material brittle, so the upper limit of the Sn content is 0.100%. Sb is also an effective element for improving the magnetic flux density by improving the texture. Therefore, when Sb is added, the lower limit is 0.0010%. On the other hand, the Sb content exceeding 0.1000% makes the material brittle, so the upper limit of the Sb content is 0.1000%.

Здесь, когда ротор вращается с чрезвычайно высокой скоростью, секция перемычки подвергается чрезмерным нагрузкам и может быть тут же сломана. Чтобы предотвратить этот незамедлительный разрыв, материал должен иметь достаточно высокий предел прочности при растяжении. В частности, для двигателей HEV/EV, работающих на высоких скоростях, требуется предел прочности при растяжении 700 МПа или более. Предел прочности при растяжении 700 МПа или более может быть стабильно получен в соответствии с настоящим изобретением.Here, when the rotor rotates at an extremely high speed, the web section is subjected to undue stress and can be immediately broken. To prevent this immediate rupture, the material must have a sufficiently high tensile strength. In particular, for HEV/EV motors operating at high speeds, a tensile strength of 700 MPa or more is required. A tensile strength of 700 MPa or more can be stably obtained according to the present invention.

Кроме того, эффективное снижение потерь в железе для повышения эффективности двигателя при высокоскоростном вращении, и, удовлетворяя настоящему раскрытию, подходящее свойство потерь в железе на высокой частоте, или W5/3K, равное 120,0 Вт/кг или менее могут быть предложены.In addition, effective iron loss reduction to improve motor efficiency at high speed rotation, and, subject to the present disclosure, a suitable high frequency iron loss property, or W 5/3K , of 120.0 W/kg or less can be proposed.

Кроме того, в двигателе с внутренними постоянными магнитами потери в железе имеют тенденцию к увеличению по мере увеличения тока, и для предотвращения этого требуется более высокая плотность магнитного потока. В соответствии с настоящим раскрытием, можно получить высокую плотность магнитного потока 1,50 Тл или более для B50.In addition, in a motor with internal permanent magnets, iron losses tend to increase as current increases, and a higher magnetic flux density is required to prevent this. According to the present disclosure, a high magnetic flux density of 1.50 T or more for B 50 can be obtained.

Теперь будет описан способ изготовления стального листа по настоящему изобретению.Now, the manufacturing method of the steel sheet of the present invention will be described.

В настоящем раскрытии компоненты, составляющие стальной лист, должны находиться в пределах объёма притязаний настоящего раскрытия, а способ изготовления должен быть дополнительно ограничен следующим образом.In the present disclosure, the components constituting the steel sheet should be within the scope of the present disclosure, and the manufacturing method should be further limited as follows.

В настоящем раскрытии расплавленную сталь подвергают продувке в конвертере с последующей дегазацией (вторичным рафинированием), разливке и горячей прокатке. Дегазация (вакуумная дегазация) или вторичное рафинирование осуществляется с использованием Ruhrstahl-Heraeus (RH) или Dortmund-Horde (DH). В это время, чтобы в достаточной степени отделить и флотировать включения, вводят элементы для раскисления (раскислитель), такие как Al, и сталь перемешивают в течение 10 минут или более (также называемое RH временем циркуляционного вакуумирования или DH временем циркуляционного вакуумирования в настоящем описании). Во избежание введения Zn с ломом или сплавом железа предпочтительно производить перемешивание в течение не менее 5 минут после подачи лома или сплава железа для испарения Zn.In the present disclosure, molten steel is subjected to purging in a converter, followed by degassing (secondary refining), casting and hot rolling. Degassing (vacuum degassing) or re-refining is carried out using Ruhrstahl-Heraeus (RH) or Dortmund-Horde (DH). At this time, in order to sufficiently separate and float the inclusions, deoxidizing elements (deoxidizer) such as Al are introduced, and the steel is stirred for 10 minutes or more (also called RH vacuum circulation time or DH circulation vacuum time in the present specification) . In order to avoid the introduction of Zn with scrap or iron alloy, it is preferable to mix for at least 5 minutes after feeding the scrap or iron alloy to evaporate Zn.

Конечная температура отжига и температура намотки в рулон во время горячей прокатки конкретно не указаны. Отжиг горячекатаного листа может выполняться или не выполняться после горячей прокатки. Затем выполняют холодную прокатку однократно, двукратно или многократно с промежуточным отжигом между ними для достижения заданной толщины листа, а затем выполняют конечный отжиг для получения листа из нетекстурированной электротехнической стали в соответствии с настоящим раскрытием. Окончательный отжиг после холодной прокатки следует проводить при 620°С или выше и 720°С или ниже, чтобы должным образом сохранить нерекристаллизованные зерна в микроструктуре стального листа, что является признаком настоящего раскрытия.The final annealing temperature and the coiling temperature during hot rolling are not specifically indicated. Annealing of the hot-rolled sheet may or may not be performed after hot rolling. Then, cold rolling is performed once, twice, or repeatedly with intermediate annealing in between to achieve a predetermined sheet thickness, and then final annealing is performed to obtain a non-oriented electrical steel sheet according to the present disclosure. The final annealing after cold rolling should be carried out at 620° C. or higher and 720° C. or lower in order to properly retain unrecrystallized grains in the microstructure of the steel sheet, which is a feature of the present disclosure.

ПримерыExamples

Расплавленную сталь подвергают продувке в конвертере с последующей обработкой вакуумной дегазацией. Раскислитель подают во время дегазации и затем сталь перемешивают в течение времени (время циркуляционного вакуумирования), указанного в таблице 2 и таблице 4, и затем отливают таким образом, чтобы получить компоненты стали, перечисленные в таблице 1 и таблице 3. Термин "следы" в таблицах означает, что соответствующий элемент содержится, но в крайне малых количествах (не нулевых).Molten steel is subjected to blowing in the converter, followed by vacuum degassing treatment. The deoxidizer is fed during degassing, and then the steel is stirred for the time (vacuum circulation time) indicated in Table 2 and Table 4, and then cast so as to obtain the steel components listed in Table 1 and Table 3. The term "traces" in tables means that the corresponding element is contained, but in extremely small quantities (not zero).

После указанной разливки проводят нагрев сляба в режиме 1140°C×1ч и горячую прокатку. Конечная температура горячей прокатки составляет 800°С, а температура намотки составляет 610°С. После намотки горячекатаный лист подвергают отжигу в атмосфере 100 об.% N2. Затем проводят холодную прокатку до толщины листа 0,30 мм и затем проводят окончательный отжиг в атмосфере 20 об.% H2 – 80% об. N2 и при температурах окончательного отжига, указанных в таблицах 2 и 4 для получения отожжённых листов.After said casting, the slab is heated in the mode of 1140°C×1h and hot rolling. The hot rolling end temperature is 800°C and the winding temperature is 610°C. After winding, the hot-rolled sheet is subjected to annealing in an atmosphere of 100 vol.% N 2 . Then, cold rolling is carried out to a sheet thickness of 0.30 mm, and then final annealing is carried out in an atmosphere of 20 vol.% H 2 - 80% vol. N 2 and at the final annealing temperatures indicated in tables 2 and 4 to obtain annealed sheets.

Измерение магнитных свойств проводят в соответствии с методом Эпштейна на образцах Эпштейна, вырезанных из окончательно отожжённых листов в направлении прокатки и поперечном направлении (направлении, ортогональном направлению прокатки).The measurement of magnetic properties is carried out in accordance with the Epstein method on Epstein samples cut from the final annealed sheets in the rolling direction and the transverse direction (direction orthogonal to the rolling direction).

Испытание на усталость проводят при коэффициенте натяжения равном 0,1, и частоте 20 Гц, и амплитуде напряжения, при которой после 107 повторений не возникало разрушения, определяют как усталостную прочность. Образец для испытания на усталость, имеющий параллельный участок шириной 5 мм и длиной 150 мм, отбирают из каждого окончательно отожжённого листа в направлении прокатки и поперечном направлении (направлении, ортогональном направлению прокатки). Параллельную часть шлифуют до зеркального блеска и дополнительно шлифуют наждачной бумагой № 800 в продольном направлении.The fatigue test is carried out with a tension factor of 0.1 and a frequency of 20 Hz, and the stress amplitude at which no fracture occurs after 10 7 repetitions is defined as the fatigue strength. A fatigue test specimen having a parallel section 5 mm wide and 150 mm long is taken from each final annealed sheet in the rolling direction and the transverse direction (direction orthogonal to the rolling direction). The parallel part is polished to a mirror finish and additionally polished with sandpaper No. 800 in the longitudinal direction.

Испытания на растяжение проводят в соответствии с JIS Z 2241 с использованием образцов для испытаний JIS № 5, причём их продольное направление является направлением прокатки. Кроме того, для исследования изменения (σ) предела прочности при растяжении (TS) отбирают двадцать испытательных образцов JIS № 5, которые подвергают испытаниям на растяжение для получения стандартного отклонения σ.Tensile tests are carried out in accordance with JIS Z 2241 using JIS No. 5 test specimens, with their longitudinal direction being the rolling direction. In addition, to study the change (σ) in tensile strength (TS), twenty JIS No. 5 test specimens were taken and subjected to tensile tests to obtain a standard deviation σ.

Кроме того, для плотности магнитного потока измеряют плотность магнитного потока B50 при напряженности магнитного поля 5000 А/м. Измеряют потери в железе W5/3K, когда каждый стальной лист возбуждают с частотой 3 кГц и плотностью магнитного потока 0,5 Тл.In addition, for the magnetic flux density, the magnetic flux density B 50 is measured at a magnetic field strength of 5000 A/m. The iron loss W 5/3K is measured when each steel sheet is excited at a frequency of 3 kHz and a magnetic flux density of 0.5 Tesla.

Результаты испытаний приведены в таблице 2 и таблице 4.The test results are shown in Table 2 and Table 4.

Как видно из таблицы 2 и таблицы 4, все стальные листы, отвечающие условиям настоящего изобретения, имеют подходящие свойства усталостной прочности 550 МПа или более, предел прочности при растяжении 700 МПа или более, стандартное отклонение σ предела прочности при растяжении 20 МПа или менее, плотность магнитного потока B50 1,5 Тл или более и потери в железе W5/3K 120 Вт/кг или менее.As can be seen from Table 2 and Table 4, all steel sheets meeting the conditions of the present invention have suitable properties of fatigue strength of 550 MPa or more, tensile strength of 700 MPa or more, standard deviation σ of tensile strength of 20 MPa or less, density magnetic flux B 50 1.5 T or more and iron loss W 5/3K 120 W/kg or less.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Claims (21)

1. Лист из нетекстурированной электротехнической стали, имеющий химический состав, содержащий, в мас.%:1. Sheet of non-oriented electrical steel having a chemical composition containing, in wt.%: C: 0,0100 или менее,C: 0.0100 or less P: 0,100 или менее,P: 0.100 or less Si: 2,00 или более и 5,00 или менее, Si: 2.00 or more and 5.00 or less, Mn: 5,00 или менее,Mn: 5.00 or less Al: 3,00 или менее,Al: 3.00 or less S: 0,0100 или менее,S: 0.0100 or less N: 0,0050 или менее,N: 0.0050 or less Zn: 0,0005 или более и 0,0030 или менее, Zn: 0.0005 or more and 0.0030 or less, Mo: 0,001 или более и 0,100 или менее,Mo: 0.001 or more and 0.100 or less, Cu: 0,2 или менее, Cu: 0.2 or less Nb: 0,010 или менее,Nb: 0.010 or less O: 0,0050 или менее,O: 0.0050 or less при необходимости, по меньшей мере один из: if necessary, at least one of: Cr: 0,010 или более и 5,000 или менее, Cr: 0.010 or more and 5.000 or less, Ca: 0,0010 или более и 0,0050 или менее, Ca: 0.0010 or more and 0.0050 or less, Sn: 0,001 или более и 0,100 или менее,Sn: 0.001 or more and 0.100 or less, Sb: 0,0010 или более и 0,1000 или менее иSb: 0.0010 or more and 0.1000 or less and остальное - Fe и неизбежные примеси; иthe rest is Fe and inevitable impurities; And имеющий микроструктуру, в которой доля нерекристаллизованной микроструктуры составляет 5% или более и 70% или менее, а количество включений, имеющих диаметр 5 мкм или более, составляет не более 5 на мм2. having a microstructure in which the proportion of non-recrystallized microstructure is 5% or more and 70% or less, and the number of inclusions having a diameter of 5 μm or more is not more than 5 per mm 2 . 2. Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали по п. 1, включающий выплавку стали, вакуумную дегазацию выплавляемой стали с одновременной подачей раскислителя и последующее перемешивание в течение 10 минут или более, разливку стали в сляб, горячую прокатку сляба, отжиг горячекатаных листов, холодную прокатку и окончательный отжиг холоднокатаных листов. 2. A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to claim 1, including steel smelting, vacuum degassing of the steel being smelted with simultaneous supply of a deoxidizer and subsequent mixing for 10 minutes or more, casting steel into a slab, hot rolling of a slab, annealing hot-rolled sheets, cold rolling and final annealing of cold-rolled sheets.
RU2022109008A 2019-10-29 2020-05-13 Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture RU2791867C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-196428 2019-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791867C1 true RU2791867C1 (en) 2023-03-14

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2409693C2 (en) * 2006-07-26 2011-01-20 Ниппон Стил Корпорейшн High-strength sheet of non-structured electro-technical steel
JP2012149337A (en) * 2010-12-28 2012-08-09 Jfe Steel Corp High strength electromagnetic steel sheet, and manufacturing method therefor
US20130306200A1 (en) * 2011-02-24 2013-11-21 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
US20150213928A1 (en) * 2012-08-08 2015-07-30 Jfe Steel Corporation High-strength electrical steel sheet and method of producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2409693C2 (en) * 2006-07-26 2011-01-20 Ниппон Стил Корпорейшн High-strength sheet of non-structured electro-technical steel
JP2012149337A (en) * 2010-12-28 2012-08-09 Jfe Steel Corp High strength electromagnetic steel sheet, and manufacturing method therefor
US20130306200A1 (en) * 2011-02-24 2013-11-21 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
US20150213928A1 (en) * 2012-08-08 2015-07-30 Jfe Steel Corporation High-strength electrical steel sheet and method of producing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2696887C1 (en) Sheet from non-textured electrical steel and method of manufacturing thereof
RU2637449C2 (en) Non-oriented electrical steel sheet with high magnetic flux density and motor
KR101412363B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
JP5884153B2 (en) High strength electrical steel sheet and manufacturing method thereof
US11732319B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet
JP6628016B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet
KR101628193B1 (en) High-strength electrical steel sheet and method of producing the same
JPWO2003002777A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
CN110651058A (en) Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same
WO2019188940A1 (en) Nonoriented electromagnetic steel sheet
EP3926060A1 (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet
US20220375667A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
JP7173286B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet
JP7256361B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof, rotor core core of IPM motor
RU2791867C1 (en) Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture
JPWO2011027697A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet
WO2021167063A1 (en) Hot-rolled steel sheet for non-oriented electromagnetic steel sheets
JP7222444B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
KR102706843B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method
JPH11293426A (en) Non-oriented silicon steel sheet excellent in fatigue property
KR20230143194A (en) Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
EP4400622A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same, and method for producing motor cores