邵媛媛，郭 琪

(1 遼寧科技大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 鞍山 114016；2 鞍鋼股份公司 冷軋硅鋼廠，遼寧 鞍山 114021)

3%Si電工鋼鑄坯中柱狀晶的形變、再結(jié)晶行為及織構(gòu)演變規(guī)律

邵媛媛1，郭 琪2

(1 遼寧科技大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 鞍山 114016；2 鞍鋼股份公司 冷軋硅鋼廠，遼寧 鞍山 114021)

利用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)和X射線衍射儀(XRD)研究3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Si電工鋼鑄坯中柱狀晶的形變、再結(jié)晶行為及織構(gòu)演變規(guī)律。結(jié)果表明：柱狀晶長軸分別沿軋向、橫向和法向放置，具有不同的初始織構(gòu)。熱軋后，表層形成的3種剪切取向中高斯取向較容易形成。中心區(qū)，RD樣品中的α和γ線軋制取向，TD樣品中的強γ線取向，ND樣品中的強{100}取向以及各樣品中的立方取向，均表現(xiàn)出明顯的初始取向依賴性。冷軋后，RD，TD樣品中的強{111}〈112〉取向來自熱軋板中的高斯取向，ND樣品中的強旋轉(zhuǎn)立方取向遺傳自初始{100}取向。受初始取向偏差及大晶粒尺寸影響，ND樣品中的旋轉(zhuǎn)立方取向晶粒內(nèi)取向梯度較大。退火后，樣品中心大尺寸的{100}取向晶粒是柱狀晶初始取向遺傳性的表現(xiàn)。

電工鋼；柱狀晶；織構(gòu)；取向

柱狀晶普遍存在于現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的連鑄坯中，該組織晶體學(xué)各向異性和尺寸粗大等特點顯著影響電工鋼的組織、織構(gòu)和性能。一方面，由柱狀晶初始{100}織構(gòu)所導(dǎo)致的強旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)會造成組織不均勻，對取向電工鋼中高斯織構(gòu)的鋒銳度產(chǎn)生不利影響，降低磁感[1]；但另一方面，柱狀晶中的{100}織構(gòu)則是無取向電工鋼的理想織構(gòu)，利用其制備新型高磁感無取向電工鋼或立方、旋轉(zhuǎn)立方雙取向電工鋼，涉及的工藝相對簡單，具有理論意義和應(yīng)用價值[2-4]。目前，對電工鋼中柱狀晶的形變、再結(jié)晶行為已有一定研究。對3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)Si電工鋼RD和TD型柱狀晶(柱狀晶長軸∥軋向RD/橫向TD放置)的冷變形及再結(jié)晶行為的研究中，明確了立方織構(gòu){100}〈001〉的演變規(guī)律及其由柱狀晶特殊排列的相鄰晶粒所導(dǎo)致的遺傳性[5,6]。前期工作研究了3%Si電工鋼中柱狀晶熱變形時取向的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了初始〈100〉取向的遺傳性及與單晶行為一致的形變特點[7]。

柱狀晶長軸不同的放置方式代表不同的初始織構(gòu)，雖然RD和TD型柱狀晶在生產(chǎn)中并不常見，但是系統(tǒng)地了解柱狀晶在形變及再結(jié)晶過程中組織、織構(gòu)的演變規(guī)律，有利于對其加以合理地利用或控制，而目前還缺少相關(guān)方面的文獻(xiàn)報道?，F(xiàn)有研究多集中于柱狀晶冷變形的行為，相對于柱狀晶直接冷軋，熱軋更接近電工鋼大生產(chǎn)工藝流程，是金屬塑性加工的第一步，也是電工鋼整個生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵一環(huán)，表面到中心復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)及由溫度梯度所導(dǎo)致的組織、織構(gòu)梯度的存在均加劇了形變過程的復(fù)雜性。本工作以工業(yè)生產(chǎn)流程為背景，通過對電工鋼中RD，TD和ND型柱狀晶的熱軋，冷軋及退火行為的研究，利用EBSD和XRD技術(shù)分析初始柱狀晶織構(gòu)的演變規(guī)律，澄清其形變與再結(jié)晶的特點，可為電工鋼生產(chǎn)中強化或減弱{100}織構(gòu)提供織構(gòu)控制技術(shù)和理論參考。

1 實驗材料與方法

從3%Si電工鋼連鑄坯中的柱狀晶區(qū)取樣，柱狀晶長軸分別平行于RD，TD和ND方向，標(biāo)記為RD，TD和ND樣品，樣品尺寸為110mm×100mm×30mm。由于連鑄時存在一定的拉坯速率，導(dǎo)致柱狀晶長軸與ND方向一般有0°～15°的夾角[8]，即偏離了理想情況。在實驗室條件下，工藝路徑及主要參數(shù)為：熱軋加熱溫度約1250℃，終軋溫度約850℃，壓下率93%；將熱軋板2個表面分別去除約0.4mm(排除剪切和動態(tài)再結(jié)晶區(qū)域的影響)后冷軋，壓下率為50%。同時，將熱軋板冷軋70%后在850℃退火10min，再冷軋60%后在820℃退火6min。最后利用ULTRA55場發(fā)射掃描電鏡上配備的EBSD探頭和Channel 5取向分析系統(tǒng)分析樣品側(cè)面的取向，并采用D5000型X射線衍射儀(XRD)測定樣品軋面的宏觀織構(gòu)。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱軋過程的組織與織構(gòu)演變

柱狀晶長軸不同的放置方式代表不同的初始織構(gòu)，圖1給出3種樣品的初始取向示意圖?？梢?，各樣品中柱狀晶長軸分別與理想情況下的〈100〉(RD樣品)、〈010〉(TD樣品)和〈001〉(ND樣品)取向約有15°的偏差；因此，各樣品的初始取向分別為：RD樣品為近立方取向、近高斯取向及過渡取向(如{120}〈001〉)；TD樣品為近立方取向、近反高斯{110}〈110〉取向及過渡取向(如{120}〈210〉)；ND樣品為稍偏轉(zhuǎn)的{100}取向，包括立方、旋轉(zhuǎn)立方及過渡取向(如25°旋轉(zhuǎn)立方取向{100}〈031〉)。

圖2為熱軋板縱截面的EBSD取向成像圖[9]?？梢姡瑯悠繁韺拥慕M織與取向特點并無明顯差異，組織以動態(tài)再結(jié)晶的細(xì)小等軸晶和形變條形晶粒為主，取向以高斯、 黃銅和銅型剪切取向為主。說明受軋輥的剪切作用，柱狀晶對表層組織與織構(gòu)的影響較小。在軋制力作用下，樣品中心層均形成了尺寸粗大的形變晶粒組織。取向特點則表現(xiàn)出明顯差異，以典型的{100}，{111}及〈110〉取向為主，且沿板厚方向均存在明顯的取向梯度，說明初始取向?qū)悠分行能堉瓶棙?gòu)的影響較顯著。具體來看，RD樣品中有最強的α和γ線取向，{112}〈110〉與{111}〈110〉形變晶粒內(nèi)部存在沿α線取向過渡的情況，前者是旋轉(zhuǎn)立方取向向{112}〈110〉過渡的情況，后者則是{111}〈110〉向{112}〈110〉逐漸過渡的情況；TD樣品中以γ線{111}取向為主，{111}〈110〉晶粒內(nèi)部存在沿γ線向{111}〈112〉過渡的情況，次表層與之相鄰的是大尺寸的高斯取向晶粒，二者應(yīng)來自初始反高斯取向在熱軋時不同的轉(zhuǎn)動路徑；ND樣品中的強{100}取向特點應(yīng)是初始取向遺傳的結(jié)果，與Tsuji等的研究結(jié)果一致[9]。其中{100}〈031〉取向晶粒內(nèi)部存在與旋轉(zhuǎn)立方取向繞ND方向過渡的情況。另外，樣品中心形變晶粒內(nèi)部在晶界處均出現(xiàn){113}〈251〉取向(箭頭指示處)，應(yīng)與初始立方取向的形變行為有關(guān)[10]，尤其ND樣品中表明了典型的立方取向經(jīng){100}〈031〉轉(zhuǎn)向{113}〈251〉的轉(zhuǎn)動路徑。

圖1 樣品初始取向示意圖 (a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.1 Schematic illustration orientations of the samples (a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

圖2 熱軋板縱截面EBSD取向成像圖 1-取向分布圖；2-中心區(qū)φ2=45°ODF截面圖(a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.2 EBSD orientation images at longitude section of the samples after hot rolling 1-orientation distribution images;2-ODF sections at φ2=45° of center region(a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

圖3給出了熱軋板縱截面表層的EBSD取向成像圖?？梢姡琑D樣品表層的3種剪切取向，高斯和黃銅型取向{110}〈112〉主要對應(yīng)形變長條晶粒，銅型取向{112}〈111〉則主要以動態(tài)再結(jié)晶組織存在，說明形成銅型取向需要較大的剪切力。黃銅晶粒內(nèi)部細(xì)小的切變條形{111}〈110〉晶粒(圖3(a-1)箭頭指示處)，表明黃銅取向形變后轉(zhuǎn)到{111}〈110〉取向。該現(xiàn)象可用于解釋二次再結(jié)晶后出現(xiàn)的黃銅晶粒的起源：即熱軋形成的黃銅取向，冷軋時形成{111}〈110〉取向，退火后又變?yōu)辄S銅取向，二次再結(jié)晶時因其也具有在H2下為低能表面的{110}面，如果形變量大且高斯晶粒較少，抑制劑釘扎力足夠大，則黃銅晶粒也可長大，并快速與板表面H2接觸而穩(wěn)定，則隨后很難被高斯晶粒吞并，降低取向電工鋼磁感。TD樣品表層高斯晶粒內(nèi)部出現(xiàn)剪切成細(xì)條狀的{111}〈112〉及銅型取向晶粒，它們之間是繞TD轉(zhuǎn)動的關(guān)系。ND樣品表層除了剪切取向外，還存在較弱的立方取向(圖3(c-1)箭頭指示處)，應(yīng)是初始近立方取向保留下來的，說明了立方取向的遺傳性。

圖4為熱軋板縱截面次表層的EBSD取向成像圖?？梢?，RD樣品是高斯取向向中心{111}〈112〉取向連續(xù)過渡的情況，高斯晶粒是剪切所致，因沒有鋒銳的晶界，所以應(yīng)是同一原始晶粒在不同應(yīng)力狀態(tài)下分裂的結(jié)果。TD樣品是高斯取向向{112}〈110〉取向的連續(xù)過渡，說明剪切形成的高斯取向與壓縮下形成的穩(wěn)定的{112}〈110〉相鄰取向的直接過渡有密切關(guān)系。ND樣品則是高斯取向和中心區(qū)立方取向之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系，二者為η取向線上電工鋼中的2種典型取向，強立方取向應(yīng)是ND樣品的特點，因其初始偏轉(zhuǎn)較小的近立方取向形變后可轉(zhuǎn)回至立方取向。

圖3 熱軋板縱截面表層EBSD取向成像圖 1-取向分布圖；2-{100}極圖(a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.3 EBSD orientation images of surface layer at longitude section of the samples after hot rolling 1-orientation distribution images;2-{100} pole figures(a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

圖4 熱軋板縱截面次表層EBSD取向成像圖 1-取向分布圖；2-{100}極圖(a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.4 EBSD orientation images of subsurface layer at longitude section of the samples after hot rolling 1-orientation distribution images;2-{100} pole figures(a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

由圖4可見，柱狀晶熱軋后，樣品表層均能穩(wěn)定形成3種剪切取向，而其中在次表層到中心層的過渡區(qū)域內(nèi)，高斯取向可大面積出現(xiàn)，并與穩(wěn)定的軋制織構(gòu)存在取向過渡的關(guān)系。一方面說明，3種剪切取向中，高斯取向是相對較容易或是首先形成的；另一方面，平行于RD方向的晶界附近大量形成高斯取向，表明高斯取向與此種類型晶界間的交互作用較小。中心區(qū)，RD樣品初始近高斯取向的取向因子值(0.82)較大，說明軋制時晶粒容易變形，加上其最弱的晶界交互作用(晶界走向RD)，所以熱軋后得到與普通多晶軋制后相近的α和γ線取向。而初始近高斯取向的存在也利于其形成穩(wěn)定的軋制取向{111}〈112〉。TD和ND樣品的熱軋取向則表現(xiàn)出異于普通多晶軋制的特點，分別是TD樣品中鋒銳的γ線取向及最弱的α線取向。該樣品具有最大的晶界交互作用(晶界走向TD)。文獻(xiàn)指出[11-13]，γ線織構(gòu)通常在晶界處形成，單晶內(nèi)由于沒有晶界的作用而無法形成此織構(gòu)。同時，初始稍偏轉(zhuǎn)的反高斯取向形變后也可轉(zhuǎn)向穩(wěn)定的軋制取向{111}〈110〉；ND樣品中并未形成常規(guī)的γ線軋制取向，而是以{100}及其附近的取向為主，主要是受初始強{100}取向的影響所致。α線取向的形成與初始旋轉(zhuǎn)立方取向也有一定關(guān)系。此外，體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)的柱狀晶樣品初始均包含立方織構(gòu)。根據(jù)Tsuji等[9]的研究，立方取向柱狀晶形變時發(fā)生多系滑移，彼此相互協(xié)調(diào)使晶粒保持穩(wěn)定。而對立方取向單晶的研究[14-16]則表明，立方取向單晶形變后會發(fā)生繞ND∥〈100〉方向的轉(zhuǎn)動。綜合上述兩點，熱軋板中的立方取向不是由其他取向轉(zhuǎn)過來的，只能是初始取向保留下來的。

2.2 冷軋過程的組織與織構(gòu)演變

柱狀晶熱軋后再冷軋，樣品之間的差異主要來自熱軋板中心形變織構(gòu)。其中，RD樣品是較強的α和γ線織構(gòu)；TD樣品有最強的{111}織構(gòu)；ND樣品則是最強的旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu)，與熱軋前的初始取向特點相似。根據(jù)熱軋結(jié)果，去除表層剪切和動態(tài)再結(jié)晶區(qū)域后再冷軋，目的是分析各樣品中典型形變織構(gòu)的演變規(guī)律。

圖5為冷軋50%后樣品表面的宏觀織構(gòu)。可見， RD樣品有較強的{111}〈112〉織構(gòu)；TD樣品有γ線上最強的{111}〈112〉及其附近的織構(gòu)，應(yīng)是熱軋板中次表層剪切區(qū)高斯取向和{111}〈110〉取向晶粒形變后的結(jié)果；ND樣品的織構(gòu)比較漫散，存在{100}〈031〉向下轉(zhuǎn)至{113}〈251〉的過渡趨勢。這些特點均與熱軋織構(gòu)有明顯的對應(yīng)性。

圖5 冷軋50%后樣品表面宏觀織構(gòu) 1-{200}極圖；2-φ2=45°ODF圖(a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.5 Macro-textures of the samples at rolling plane after 50% cold rolling 1-{200} pole figures;2-ODF sections at φ2=45°(a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

圖6為冷軋板縱截面的EBSD取向成像圖?？梢?，去除表層剪切和細(xì)晶粒組織影響后，冷軋后樣品均以典型的形變長條晶粒為主。 RD樣品下部的{111}及TD樣品中的強{111}〈112〉取向基本對應(yīng)前面宏觀織構(gòu)的結(jié)果，而板厚方向存在的取向梯度則來自熱軋板的遺傳。RD樣品晶界附近有殘留的立方取向；TD樣品中的強{111}〈112〉取向來自熱軋板中的{111}〈110〉和高斯取向，中心條形立方和{100}〈031〉取向晶粒對應(yīng)樣品的初始立方取向；ND樣品中心的大尺寸晶粒沒有明顯的晶界，為旋轉(zhuǎn)立方取向沿α線經(jīng){112}〈110〉，在晶界附近轉(zhuǎn)到{111}〈110〉的情況。

圖6 冷軋50%后樣品縱截面EBSD取向成像圖 1-取向分布圖[10]；2-{100}極圖(a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.6 EBSD orientation images at longitude section of the samples after 50% cold rolling 1-orientation distribution images[10];2-{100} pole figures(a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

綜上所述，柱狀晶經(jīng)93%熱軋及50%冷軋后，RD樣品中鋒銳的旋轉(zhuǎn)立方取向應(yīng)來自熱軋板的遺傳，而且仍然以長條形變晶粒的形式存在。TD樣品中的強{111}〈112〉取向是熱軋板中高斯和{111}〈110〉取向形變的結(jié)果。ND樣品中的大尺寸形變晶粒對應(yīng)樣品初始旋轉(zhuǎn)立方取向，晶粒內(nèi)部的取向梯度應(yīng)是源自于樣品初始旋轉(zhuǎn)立方晶粒大尺度的晶粒尺寸(初始柱狀晶直徑為2mm)和較大的取向偏差(約15°)，經(jīng)熱軋和冷軋后通過不同的取向轉(zhuǎn)動路徑在晶界附近發(fā)生取向變化。

2.3 退火過程的組織與織構(gòu)演變

將熱軋板經(jīng)兩次冷軋和兩次退火處理，目的是研究初始柱狀晶組織遺傳性的影響。圖7為熱軋板經(jīng)兩次冷軋、兩次退火后板縱截面的EBSD取向成像圖?？梢姡灞韺优c中心層的組織特點存在明顯差異，表層為細(xì)小的等軸晶粒，中心層則以尺寸粗大的條形晶粒為主，與中間退火板的組織特點類似[10]，分別繼承自熱軋板表層的動態(tài)再結(jié)晶區(qū)及中心層形變晶粒區(qū)。板厚方向的組織梯度來自于熱軋板表層的動態(tài)再結(jié)晶區(qū)及中心層形變晶粒區(qū)，熱軋板表層受剪切及動態(tài)再結(jié)晶作用使晶粒得到有效的“碎化”，冷軋后再退火，易于發(fā)生再結(jié)晶。取向特點差異不大，均形成了γ線{111}取向，但鋒銳度有所差別，是典型的取向電工鋼初次再結(jié)晶退火織構(gòu)的特點。RD，ND樣品中心的條形旋轉(zhuǎn)立方取向晶粒分別來自熱軋板和初始{100}取向的遺傳，TD樣品中心的大尺寸{100}〈031〉和{113}〈251〉取向晶粒與初始立方取向有關(guān)。

圖7 脫碳退火板縱截面EBSD取向成像圖 1-取向分布圖；2-φ2=45°ODF截面圖(a)RD樣品；(b)TD樣品；(c)ND樣品Fig.7 EBSD orientation images at longitude section of the samples after decarburizing annealing 1-orientation distribution images;2-ODF sections at φ2=45°(a)RD sample;(b)TD sample;(c)ND sample

由上述可見，退火后板厚方向的組織不均勻性來自熱軋時表層的剪切和動態(tài)再結(jié)晶作用及中心區(qū)柱狀晶初始立方和旋轉(zhuǎn)立方取向晶粒不同的形變、再結(jié)晶行為。初始柱狀晶組織的影響主要體現(xiàn)在樣品中心層，熱軋后形成的粗大晶粒組織，尤其RD，ND樣品中的旋轉(zhuǎn)立方取向條形晶粒，經(jīng)兩次冷軋、兩次退火仍無法將其消除，說明了其形變時的穩(wěn)定性以及退火時只能回復(fù)不能再結(jié)晶的特點。板中尺寸小的晶粒{111}居多，主要分布在兩側(cè)，而中心大尺寸的回復(fù)晶粒除旋轉(zhuǎn)立方外，主要以{100}和γ線之間的過渡取向為主，包括{100}〈031〉和{113}〈251〉。{100}晶粒尺寸粗大，正好是無取向硅鋼所需要的。

3 結(jié)論

(1)柱狀晶長軸平行于軋向、橫向和法向，具有不同的初始織構(gòu)。熱軋后，表層均可形成剪切取向，其中高斯取向較容易形成。中心軋制織構(gòu)具有明顯的初始取向依賴性，RD樣品形成典型的α和γ線軋制取向，TD樣品形成強γ線取向，ND樣品得到強{100}取向。立方取向是初始立方取向的遺傳。

(2)柱狀晶經(jīng)93%熱軋及50%冷軋后，RD樣品中的旋轉(zhuǎn)立方取向來自熱軋板的遺傳；TD樣品中的強{111}〈112〉取向來自熱軋板中的{111}〈110〉和高斯取向；ND樣品中的強旋轉(zhuǎn)立方取向遺傳自柱狀晶初始{100}取向，受初始取向偏差及大晶粒尺寸影響取向梯度較大。

(3)退火后，沿板厚方向的組織、織構(gòu)梯度繼承自熱軋板，中心大尺寸的回復(fù)晶粒以{100}取向為主，包括旋轉(zhuǎn)立方取向和{100}〈031〉，是柱狀晶初始立方和旋轉(zhuǎn)立方取向的遺傳。柱狀晶主要影響樣品中心層的組織與織構(gòu)演變，經(jīng)熱軋及兩次冷軋和兩次退火仍無法將其消除。

[1] HEO N H, CHAI K H, NA J G. Correlation between interfacial segregation and surface-energy-induced selective grain growth in 3% silicon-iron alloy[J]. Acta Materialia, 2000, 48(11): 2901-2910.

[3] CHENG L, YANG P, FANG Y P, et al. Preparation of non-oriented silicon steel with high magnetic induction using columnar grains[J]. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2012, 324(23): 4068-4072.

[4] 毛衛(wèi)民，楊平. 無取向電工鋼的{100}織構(gòu)控制與磁性能改進(jìn)[J]. 材料熱處理學(xué)報, 2016, 37(4): 1-4.

MAO W M, YANG P. Control of {100} textures and improvement of magnetic properties of non-oriented electrical steels[J]. Transactions of Materials and Heat Treatment, 2016, 37(4): 1-4.

[5] 付勇軍，楊平，蔣奇武，等. Fe-3%Si電工鋼鑄坯柱狀晶織構(gòu)的演變規(guī)律[J]. 金屬學(xué)報, 2015, 51(5): 545-552.

FU Y J, YANG P, JIANG Q W, et al. Evolution of textures of columnar grains in Fe-3%Si electrical steel slabs[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2015, 51(5): 545-552.

[6] ZHANG N, YANG P, MAO W M. Formation of cube texture affected by neighboring grains in a transverse-directionally aligned columnar-grained electrical steel[J]. Materials Letters, 2013, 93: 363-365.

[7] 邵媛媛，楊平，毛衛(wèi)民. 電工鋼中柱狀晶熱壓縮時取向的變化及對析出的影響[J]. 材料工程, 2014(10): 75-81.

SHAO Y Y, YANG P, MAO W M. Evolution of orientations and their influence on precipitation during hot compression of columnar-grained electrical steel[J]. Journal of Materials Engineering, 2014(10): 75-81.

[8] LIU H T, LIU Z Y, LI C S, et al. Solidification structure and crystallographic texture of strip casting 3 wt.% Si non-oriented silicon steel[J]. Materials Characterization, 2011, 62(5): 463-468.

[9] TSUJI N, TSUZAKI K, MAKI T. Effect of initial orientation on the cold rolling behavior of solidified columnar crystals in a 19% Cr ferritic stainless steel[J]. ISIJ International, 1992,32(12):1319-1328.

[10] 邵媛媛，楊平，毛衛(wèi)民. 電工鋼柱狀晶熱、冷軋時晶界作用分析[J]. 金屬學(xué)報, 2014, 50(3): 259-268.

SHAO Y Y, YANG P, MAO W M. Analysis on grain boundary effects of columnar grained electrical steel[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2014, 50(3): 259-268.

[11] INAGAKI H, SUDA T. The development of rolling textures in low-carbon steels[J]. Texture, 1972, 1(2): 129-140.

[12] INAGAKI H. Fundamental aspect of texture formation in low carbon steel[J]. ISIJ International, 1994, 34(4): 313-321.

[13] TOTH L S, JONAS J J, DANIEL D, et al. Development of ferrite rolling textures in low- and extra low-carbon steels[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 1990, 21(11): 2985-3000.

[14] HU H. A study on the texture formation in rolled and annealed crystals of silicon-iron[J]. Transactions of the Metallurgical Society of AIME, 1961, 221: 130-140.

[15] WALTER J L, KOCH E F. Electron microscope study of the structures of cold-rolled and annealed (100)[001] crystals of high-purity silicon-iron[J]. Acta Metallurgica, 1962, 10(11): 1059-1075.

[16] ABE H, MATSUO M, ITO K. Cold rolling and recrystallization textures of silicon-iron crystals rolled in (100)[001] orientation[J]. Transactions of the Japan Institute of Metals, 1963, 4(1): 28-32.

2016-12-23;

2017-04-27

邵媛媛(1980-)，女，博士，現(xiàn)主要從事金屬材料成型及控制方面的研究，聯(lián)系地址：遼寧省鞍山市千山區(qū)達(dá)道灣鎮(zhèn)職教城9號樓遼寧科技大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院B106室(114016)，E-mail:shaoyy1980@163.com

(本文責(zé)編：寇鳳梅)

Behaviors of Deformation,Recrystallization and Textures Evolution of Columnar Grains in 3%Si Electrical Steel Slabs

SHAO Yuan-yuan1,GUO Qi2

(1 School of Applied Technology,University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114016,Liaoning,China;2 Cold Rolling Silicon Plant, Anshan Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning,China)

The behaviors of deformation and recrystallization and textures evolution of 3% (mass fraction) Si columnar-grained electrical steel slabs were investigated by electron backscatter diffractometer technique and X-ray diffraction. The results indicate that the three columnar-grained samples have different initial textures with the long axes arranged along rolling, transverse and normal directions. Three shear orientations can be obtained in surface layer after hot rolling, of which Goss orientation is formed easily. The α and γ fibre rolling orientations are obtained in RD sample, while strong γ fibre orientations in TD sample and sharp {100} orientations in ND sample are developed respectively. In addition, cube orientation can be found in all the three samples. The characteristics of hot rolled orientations in center region reveal distinct dependence on initial columnar-grained orientations. Strong {111}〈112〉 orientation in RD and TD samples separately comes from Goss orientation of hot rolled sheets, and sharp rotated cube orientation in ND sample originates from the initial {100} orientation of hot rolled sheets after cold rolling. Influenced by initial deviated orientations and coarse grain size, large orientation gradient of rotated cube oriented grain can be observed in ND sample. The coarse {100} orientated grains of center region in the annealed sheets show the heredity of the initial columnar-grained orientations.

electrical steel;columnar grain;texture;orientation

10.11868/j.issn.1001-4381.2016.001535

TG142.33;TG115

A

1001-4381(2017)11-0108-07