作者：王现辉,刘兆月,李瑞凤,高倩,滕仁昊

作者单位：首钢智新迁安电磁材料有限公司产品研发中心,北京科技大学材料科学与工程学院,中国钢研科技集团有限公司钢铁研究总院有限公司

刊名：钢铁

ISSN：0449-749X

出版年：2022-06-15

卷：57

期：6

起页：150-158

止页：

分类号：TG161

语种：中文

关键词：取向硅钢;硅酸镁底层;氧化膜;高温退火;尖晶石;

内容简介

取向硅钢硅酸镁底层是产品结构的重要组成部分，低温取向硅钢底层的控制是难点，也是限制产品性能提升的瓶颈。以往对取向硅钢硅酸镁底层的形成研究较少，高磁感取向硅钢薄规格化高性能产品开发及品质提升缺乏理论支撑。为此，采用高温退火中断试验法对低温取向硅钢硅酸镁底层的形成过程进行了模拟，研究了底层的微观结构、成分特征的演变规律，明确了硅酸镁底层在高温退火过程中的反应形成过程。温度约为900℃时，样品表面开始发生Mg2SiO4颗粒的形核，随着温度继续升高，Mg2SiO4晶核不断长大；温度约为1 050℃时，样品表面的Mg2SiO4开始致密化，温度约为1 100℃时，表层硅酸镁的致密化基本完成，硅酸镁底层形成的关键温度为900～1 100℃。另外，研究中发现，在硅酸镁底层的下方生成的Al2O3·MgO尖晶石颗粒连结基体和Mg2SiO4,形成了“钉扎”结合层。硅酸镁底层形成过程MgO中的Mg2+由表面向氧化膜内扩散并与SiO2反应，同时氧化膜内SiO2发生熟化，1 000℃以上基板中的AlN分解释放出的铝则向氧化膜交界及通过氧化膜向表面扩散与Mg2SiO4等反应形成尖晶石。优良的底层结构形成是由原脱碳退火氧化膜表层1μm左右形成致密的Mg2SiO4,其余2～3μm厚度转化成一定数量的椭球Al2O3·MgO的尖晶石“钉扎”结合层，其主要控制方向为提高氧化膜活性、选用高活性MgO、添加低熔点反应助剂等。