电工钢的材料学原理PDF电子书下载

第1章 电工钢金属学基础概述 1

1.1铁基晶体的基本结构特点 1

1.1.1铁的基本特性 1

1.1.2晶体结构 2

1.1.3晶面与晶向 4

1.1.4铁晶体的旋转对称性 8

1.2铁晶体的取向与多晶体织构 9

1.2.1取向与织构的定义 9

1.2.2极射赤面投影图 13

1.2.3反极图 16

1.2.4取向分布函数 17

1.2.5 {100}及{111}织构占有率的计算 20

1.2.6 {011}〈100〉织构占有率的计算 21

1.3铁晶体中的缺陷 23

1.3.1位错的概念与类型 23

1.3.2位错应力场和位错能量 25

1.3.3铁中位错的滑移与增殖 28

1.3.4空位 32

1.3.5晶界的结构 35

1.3.6表面结构 39

1.4铁基固溶体 41

1.4.1铁基固溶体的类型与特点 41

1.4.2固溶元素的平衡偏析 43

1.4.3固溶元素的非平衡偏析 46

1.4.4铁基固溶体固溶元素的扩散 48

1.4.5多晶固溶体中晶界的迁移 54

1.4.6铁基固溶体基体的相变 60

1.5电工钢中常见第二相 65

1.5.1电工钢中常见第二相的晶体结构 65

1.5.2电工钢常用二元相图 70

1.5.3第二相结构中原子的概率占位 72

1.5.4第二相粒子的固溶与析出行为 73

1.5.5第二相粒子对晶界迁移的影响 77

参考文献 79

第2章 电工钢的电磁学基础 83

2.1铁基晶体的电磁学原理 83

2.1.1基本磁学参数 83

2.1.2铁基合金的磁化特点 84

2.1.3电气元件铁心的交流磁化 88

2.1.4铁心的涡流损耗 89

2.1.5铁心的磁滞损耗与磁感应强度 90

2.2铁基软磁晶体的各向异性 91

2.2.1磁晶各向异性能 91

2.2.2磁致伸缩 92

2.2.3弹性各向异性 95

2.3铁基晶体电磁特性的微观机制 96

2.3.1铁原子的磁矩与自发磁化 96

2.3.2居里温度 98

2.3.3磁畴结构 99

2.3.4分畴现象 101

2.3.5磁畴的畴壁迁移和磁矩转动 105

2.3.6技术磁化过程 108

2.4电工钢的磁特性及其应用 111

2.4.1电工钢的主要性能要求 111

2.4.2硅在电工钢中的作用 115

2.4.3电工钢服役条件对钢板织构的要求 116

2.4.4电工钢织构与磁晶各向异性能的基本关系 122

2.4.5电工钢的分类及其应用 123

参考文献 127

第3章 电工钢加工过程中组织结构演变原理 130

3.1凝固与连续铸造组织 130

3.1.1连续铸造的基本过程 130

3.1.2连续铸坯凝固组织的形成 131

3.1.3柱状晶区的选择生长及凝固织构 133

3.2冷轧变形组织及变形机制 135

3.2.1电工钢的冷轧变形组织特点 135

3.2.2冷轧变形过程中滑移系的开动 137

3.2.3冷轧变形过程中的机械孪生 140

3.2.4冷轧变形过程中的多系滑移和晶粒取向的变化 142

3.2.5轧制变形亚结构与剪切带 144

3.3冷轧变形织构 145

3.3.1冷轧织构的形成过程 145

3.3.2冷轧变形过程中取向变化的计算方法 149

3.3.3铁素体冷轧织构的理论模拟 151

3.3.4初始织构与溶质原子对冷轧织构的影响 155

3.3.5外加剪切应力作用下的冷轧织构 158

3.4再结晶组织 162

3.4.1电工钢再结晶的基本过程 162

3.4.2冷变形铁素体的回复 164

3.4.3再结晶形核 166

3.4.4再结晶动力学 168

3.4.5再结晶晶粒在变形基体内的生长 171

3.4.6再结晶织构 175

3.5晶粒长大与二次再结晶 179

3.5.1晶粒的正常与异常长大 179

3.5.2第二相粒子诱发异常长大 183

3.5.3织构诱发异常长大 184

3.5.4表面能诱发异常长大 186

3.6热变形与动态再结晶 189

3.6.1动态回复 189

3.6.2动态再结晶的基本过程 190

3.6.3电工钢的热轧变形行为 195

3.6.4热轧变形过程和相变对织构的影响 198

参考文献 203

第4章 无取向电工钢技术原理 208

4.1无取向电工钢的基本成分 208

4.1.1基本的合金化设计 208

4.1.2无取向电工钢中的各种元素的基本存在状态 209

4.1.3无取向电工钢中的间隙原子C和N 212

4.1.4无取向电工钢中常规的非金属杂质元素S和P 214

4.1.5无取向电工钢中常规的非碳化物粒子形成元素A1和Mn 216

4.1.6无取向电工钢的其他外来元素 220

4.2无取向电工钢的组织结构 233

4.2.1无取向电工钢的晶粒组织 233

4.2.2第二相粒子及微量元素 237

4.2.3无取向电工钢中的织构 241

4.2.4无取向电工钢中第二相粒子和微量元素对织构的影响 251

4.3无取向电工钢的加工 256

4.3.1无取向电工钢常见的工业品种和类型 256

4.3.2常规工业生产流程中的组织演变与控制 262

4.3.3脱碳型无取向电工钢 281

4.3.4无取向电工钢的力学性能及冲片性能 288

4.3.5工艺改进及新工艺流程开发 292

4.3.6薄板坯连铸连轧生产流程 297

4.4无取向电工钢的磁时效 302

4.4.1无取向电工钢的磁时效现象 302

4.4.2产生磁时效的基本原理 304

4.4.3冷变形对磁时效的影响 308

4.4.4织构与磁时效的关系 310

4.4.5无取向电工钢生产的过时效处理 314

参考文献 319

第5章 取向电工钢技术原理 331

5.1取向电工钢的基本知识 332

5.1.1取向电工钢的基本特点 332

5.1.2取向电工钢的基本成分 335

5.1.3取向电工钢的化学成分及抑制剂设计原理 337

5.1.4取向电工钢的基本制备工艺 343

5.2普通取向电工钢（CGO）加工的材料学原理 346

5.2.1 CGO钢热轧和常化组织 346

5.2.2 CGO钢一次冷轧及中间退火组织结构 349

5.2.3 CGO钢二次冷轧及脱碳退火组织 352

5.2.4 CGO钢二次再结晶组织 354

5.2.5 CGO钢中的AIN和Cu2 S抑制剂粒子 358

5.3高磁感取向电工钢（HiB）加工的材料学原理 362

5.3.1 HiB钢热轧组织 363

5.3.2 HiB钢常化组织 365

5.3.3 HiB钢一次冷轧及脱碳退火组织 367

5.3.4 HiB钢二次再结晶组织 371

5.3.5 HiB钢磁畴的细化 375

5.3.6取向电工钢薄带的加工 384

5.4取向电工钢Goss织构形成的基本原理 389

5.4.1热轧Goss织构的形成规律 390

5.4.2 Goss取向晶粒在单晶体变形与再结晶过程中的行为 394

5.4.3冷轧压下量对Goss织构的影响 399

5.4.4取向电工钢表层组织和Goss织构对二次再结晶的影响 404

5.4.5热轧板冷轧方向对最终Goss织构的影响 414

5.4.6二次再结晶过程中强Goss织构的形成规律 415

5.4.7 HiB钢Goss织构形成理论的研究 430

5.5 CGO钢加工过程中第二相粒子行为及其对组织结构的影响 441

5.5.1热轧过程MnS抑制剂粒子的析出行为 441

5.5.2冷变形过程中第二相粒子的行为 452

5.5.3二次再结晶之前的晶粒正常长大及第二相粒子的钉扎效应 464

5.5.4第二相粒子对二次再结晶过程中形成强Goss织构的作用 472

5.6中低温取向电工钢的开发 489

5.6.1后续渗氮低温取向电工钢的技术原理 490

5.6.2俄罗斯法中温取向电工钢的技术原理 504

5.6.3薄板坯连铸连轧低温取向电工钢 512

5.7取向电工钢的涂层 521

5.7.1脱碳退火时氧化膜的形成 521

5.7.2玻璃膜的形成 524

5.7.3绝缘层的形成 528

参考文献 531

第6章 新型高性能电工钢的组织结构与性能 544

6.1连铸坯柱状晶的组织结构对无取向电工钢{100}织构的影响 544

6.1.1柱状晶的特点和热轧遗传关系 544

6.1.2柱状晶冷轧组织及其冷轧取向遗传关系 551

6.1.3柱状晶冷轧后的再结晶行为 556

6.1.4柱状晶初始轧制方向及相应加工工艺参数对再结晶组织和磁性能的影响 559

6.1.5柱状晶初始组织及相应加工工艺参数对再结晶组织和磁性能的影响 564

6.2相变法高{100}织构无取向电工钢 571

6.2.1相变法的特点及成分特征 572

6.2.2相变法制备工艺下的组织和织构 574

6.2.3相变法制备{100}织构钢板工艺研究 575

6.3取向电工钢超薄带 581

6.3.1取向电工钢超薄带的基本特点及三次再结晶 581

6.3.2取向电工钢超薄带的制备工艺及薄带纯度的影响 582

6.3.3超薄带制备过程的组织和织构演变规律 589

6.4双取向电工钢 592

6.4.1双取向电工钢的发展 592

6.4.2影响轧板中立方取向晶粒稳定性的因素 595

6.4.3立方织构{001}〈100〉双取向电工钢的研究 596

6.4.4旋转立方织构{001}〈110〉双取向电工钢的研究 599

6.5高硅含量电工钢及其特征 601

6.5.1高硅含量电工钢的发展背景 601

6.5.2高硅含量电工钢的相结构转变 602

6.5.3相结构转变与位错结构 604

6.5.4高硅含量电工钢塑性变形能力的改进 606

6.5.5加工过程中高硅含量电工钢组织与织构的演变 609

参考文献 614