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1 概论 1

1.1 电工钢发展历史 1

1.1.1 热轧硅钢发展阶段（1882～1955年） 1

1.1.2 冷轧电工钢发展阶段（1930～1967年） 2

1.1.3 高磁感取向硅钢发展阶段（1961～2008年） 4

1.1.4 中国电工钢的发展 8

1.2 电工钢板产量和品种分类 11

1.2.1 电工钢板产量 11

1.2.2 电工钢板品种分类 14

1.3 铁和铁-硅合金的特性 15

1.3.1 相图 15

1.3.2 物理性能和力学性能 16

1.3.3 磁性 20

1.4 对电工钢板性能的要求 24

1.4.1 铁芯损耗（PT）低 24

1.4.2 磁感应强度（B）高 25

1.4.3 对磁各向异性的要求 25

1.4.4 冲片性良好 26

1.4.5 钢板表面光滑、平整和厚度均匀 27

1.4.6 绝缘薄膜性能好 28

1.4.7 磁时效现象小 30

参考文献 32

2 铁磁学基础和影响电工钢磁性的冶金因素 34

2.1 铁磁学基础 34

2.1.1 铁磁性物质的基本特点 34

2.1.2 铁磁性物质的能量和有关的基本现象 37

2.1.3 磁畴结构 43

2.1.4 技术磁化过程 48

2.1.5 在交变磁场中的磁化 50

2.2 影响电工钢磁性的冶金因素 53

2.2.1 影响磁感应强度的因素 53

2.2.2 影响铁芯损耗的因素 55

参考文献 74

3 冷轧、再结晶和晶粒长大 77

3.1 冷轧 77

3.1.1 塑性形变基础 77

3.1.2 形变晶体的微观结构 79

3.1.3 冷轧储能 81

3.1.4 冷轧织构 82

3.2 回复 89

3.2.1 驱动力 89

3.2.2 物理和力学性能的变化 90

3.2.3 回复动力学 91

3.2.4 多边形化 91

3.3 再结晶（初次再结晶） 93

3.3.1 再结晶晶核形成机理 93

3.3.2 再结晶动力学 97

3.3.3 晶界迁移率 99

3.3.4 影响再结晶的因素 99

3.3.5 第二相质点的作用 101

3.4 晶粒长大 101

3.4.1 晶粒形状和晶粒长大的能量变化 102

3.4.2 晶粒长大动力学 103

3.4.3 晶粒长大理论 104

3.4.4 溶质原子与第二相质点对晶粒长大的影响 105

3.4.5 自由表面对晶粒长大的影响 107

3.4.6 择优取向对晶粒长大的影响 108

3.4.7 应变诱发晶界移动 108

3.5 再结晶织构 108

3.5.1 再结晶织构形成理论 108

3.5.2 低碳钢再结晶织构 109

3.6 二次再结晶 111

3.6.1 二次再结晶动力学 111

3.6.2 二次再结晶发展条件和抑制剂的作用 112

3.6.3 第二相质点的固溶度 113

3.6.4 第二相质点的析出形态和弥散分布状态 118

3.6.5 热轧板组织不均匀性对二次再结晶发展的影响 124

3.6.6 二次再结晶机理 131

3.7 动态回复和再结晶 145

3.7.1 动态回复 145

3.7.2 动态再结晶 145

3.8 三次再结晶 146

3.9 晶界偏聚 147

3.9.1 晶界偏聚力能学 148

3.9.2 晶界偏聚热力学 150

3.9.3 晶界偏聚动力学 151

3.9.4 溶质晶界偏聚的作用 152

3.9.5 晶界结构对溶质晶界偏聚的影响 157

3.9.6 电工钢中的晶界偏聚 157

参考文献 164

4 热轧硅钢 171

4.1 概述 171

4.2 化学成分和冶炼对性能的影响 173

4.2.1 化学成分的影响 173

4.2.2 浇铸的影响 175

4.2.3 炼钢炉型的选择 176

4.3 叠轧和退火工艺 176

4.3.1 生产工艺流程 176

4.3.2 叠轧工艺要点 176

4.3.3 退火工艺 179

参考文献 182

5 冷轧无取向低碳低硅电工钢 183

5.1 概述 183

5.2 化学成分对性能的影响 186

5.2.1 硅的影响 187

5.2.2 碳的影响 187

5.2.3 锰的影响 188

5.2.4 磷的影响 188

5.2.5 硫的影响 188

5.2.6 铝的影响 189

5.2.7 氮的影响 190

5.2.8 氧的影响 190

5.2.9 钛的影响 191

5.2.10 锆的影响 192

5.2.11 钒的影响 192

5.3 通用的制造工艺 193

5.3.1 铁水脱硫 193

5.3.2 转炉炼钢 193

5.3.3 真空处理 194

5.3.4 连铸 194

5.3.5 热轧 195

5.3.6 冷轧 196

5.3.7 退火 197

5.3.8 绝缘涂层 198

5.4 半成品制造工艺 198

5.5 新品种的进展 200

5.5.1 高锰钢 200

5.5.2 含稀土（REM）钢 202

5.5.3 含锑或锡钢 204

5.5.4 含硼钢 207

5.5.5 含镍钢 208

5.5.6 高磷钢 209

5.5.7 高硫钢 209

5.5.8 美国其他新产品 210

5.6 制造工艺的进展 210

5.6.1 废钢的利用 210

5.6.2 纯净度和氧化物夹杂的影响和控制 211

5.6.3 碳化物、氮化物和硫化物形态的影响和控制 214

5.6.4 铸坯加热、热轧和卷取工艺的改进 218

5.6.5 热轧板预退火（箱式炉）和常化（连续炉） 227

5.6.6 酸洗、冷轧和退火工艺的改进 230

5.6.7 半成品工艺的改进 235

5.6.8 绝缘涂层的改进 241

5.6.9 冲剪加工对磁性的影响 253

5.6.10 铁芯组装方法的改进 257

5.6.11 铸坯直接热轧法 259

5.6.12 薄铸坯直接冷轧法 259

5.7 步进式微电机用的电工钢的进展 260

5.8 小变压器和镇流器用的电工钢的进展 263

参考文献 268

6 冷轧无取向硅钢 279

6.1 概述 279

6.2 化学成分对性能的影响 282

6.2.1 铝的影响 282

6.2.2 锰的影响 282

6.2.3 碳的影响 283

6.2.4 硫的影响 283

6.2.5 磷的影响 283

6.2.6 氮的影响 284

6.2.7 氧的影响 284

6.2.8 钛、锆、钒和铌的影响 284

6.3 通用的制造工艺 285

6.3.1 冶炼 285

6.3.2 真空处理 285

6.3.3 连铸 285

6.3.4 热轧 286

6.3.5 常化 287

6.3.6 酸洗 287

6.3.7 冷轧 288

6.3.8 退火 289

6.3.9 绝缘涂层 290

6.4 防止产品瓦垅状缺陷的方法 290

6.4.1 调整成分法 290

6.4.2 低温浇铸和电磁搅拌法 291

6.4.3 控制铸坯加热和热轧法 292

6.4.4 热轧板常化法 294

6.5 防止内氧化层和内氮化层方法 294

6.5.1 退火前钢板表面涂料 296

6.5.2 控制退火气氛和露点（d.p.） 297

6.5.3 钢中加锡或锑 298

6.5.4 冷轧板表面光滑 298

6.6 日本高牌号的制造工艺 298

6.6.1 川崎钢公司制造工艺 298

6.6.2 新日铁公司制造工艺 303

6.6.3 日本钢管公司制造工艺 304

6.6.4 住友金属公司制造工艺 306

6.7 新品种的制造工艺 308

6.7.1 降低硅和铝量 308

6.7.2 含锑或锡钢 309

6.7.3 低硅高铝锰钢 315

6.7.4 含硼钢 318

6.7.5 含铬钢 319

6.7.6 加稀土、钙、镁钢 320

6.7.7 高磷钢 322

6.8 新工艺的进展 322

6.8.1 废钢的利用 322

6.8.2 降低钢中残余钛和锆含量方法 323

6.8.3 连铸工艺 324

6.8.4 氧化物夹杂和析出物的控制 325

6.8.5 加热：热轧和卷取工艺 327

6.8.6 常化或预退火工艺 332

6.8.7 酸洗工艺 334

6.8.8 冷轧工艺 334

6.8.9 退火工艺 340

6.8.10 绝缘涂层 348

6.8.11 薄铸坯热轧工艺 348

6.8.12 薄铸坯直接冷轧工艺 349

参考文献 350

7 冷轧取向硅钢 358

7.1 概述 358

7.1.1 变压器铁芯中磁通密度和铁损的分布 360

7.1.2 变压器噪声 361

7.1.3 应力对铁损和磁致伸缩的影响 362

7.1.4 温度对磁性和磁致伸缩的影响 364

7.1.5 普通取向硅钢（CGO）与高磁感取向硅钢（Hi-B）的性能比较 365

7.2 化学成分对取向硅钢性能的影响 368

7.2.1 碳 368

7.2.2 硅 370

7.2.3 锰和硫 371

7.2.4 铝和氮 372

7.2.5 磷 375

7.2.6 铜 375

7.2.7 锡和锑 377

7.2.8 钼 382

7.2.9 硼 383

7.2.10 铬 383

7.2.11 镍 383

7.2.12 钛、铌、钒 383

7.3 制造工艺 384

7.3.1 铁水脱锰 384

7.3.2 冶炼 385

7.3.3 真空处理 388

7.3.4 连铸 390

7.3.5 加热 393

7.3.6 热轧 402

7.3.7 常化 409

7.3.8 冷轧 413

7.3.9 脱碳退火 422

7.3.10 涂MgO隔离剂 430

7.3.11 高温退火 438

7.3.12 平整拉伸退火和涂绝缘膜 451

7.3.13 绝缘涂层 453

7.4 细化磁畴技术 459

7.4.1 刻痕对降低铁损的影响（刻痕效应） 459

7.4.2 不耐热细化磁畴法 460

7.4.3 耐热细化磁畴技术 466

7.5 进一步降低铁损技术 484

7.5.1 提高取向度 485

7.5.2 表面光滑技术 491

7.5.3 钢板减薄到0.15mm和0.20mm厚 496

7.6 降低铸坯加热温度技术 499

7.6.1 1150～1200℃低温加热 499

7.6.2 1200～1300℃加热 522

7.7 不加抑制剂工艺 531

7.7.1 冶炼 535

7.7.2 加热和热轧 535

7.7.3 常化 537

7.7.4 冷轧 537

7.7.5 脱碳退火 537

7.7.6 隔离剂 539

7.7.7 最终退火 539

7.8 薄铸坯（30～70mm厚）热轧工艺 540

7.9 薄铸坯（2.0～3.0mm）直接冷轧工艺 542

7.10 连续炉高温退火工艺 548

参考文献 549

8 特殊用途电工钢 571

8.1 冷轧无取向硅钢薄带 571

8.1.1 3％Si钢 571

8.1.2 Fe-Si-Cr钢 574

8.1.3 0.5％～2％Si钢 575

8.2 冷轧取向硅钢薄带 575

8.2.1 概述 575

8.2.2 制造工艺 576

8.2.3 以高磁感取向硅钢为原始材料的制造工艺 580

8.2.4 以表面能作驱动力发展二次再结晶制造工艺 581

8.3 高转速电机转子材料 586

8.3.1 概述 586

8.3.2 新日铁公司 587

8.3.3 川崎（JFE）公司 591

8.3.4 住友金属公司 594

8.4 高硅钢 594

8.4.1 概述 594

8.4.2 特性 595

8.4.3 用途 601

8.4.4 制造方法 601

8.5 磁屏蔽和电磁铁用的电工钢板 623

8.5.1 概述 623

8.5.2 热轧电工钢厚板 624

8.5.3 冷轧电工钢材 638

8.6 （110）［001］取向低碳低硅电工钢 646

8.7 （100）［001］立方织构取向硅钢 649

8.7.1 概述 649

8.7.2 制造方法 649

8.8 易切削硅钢 657

参考文献 658