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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