Патент на изобретение №2378395

(54) ЛИСТ ТЕКСТУРИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПОТЕРЬ В СЕРДЕЧНИКЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области металлургии, в частности производству листа текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике. Для повышения магнитных характеристик получают лист из стали, содержащей от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющей вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентациtq {110}<001> в качестве главной ориентации, при этом средние углы отклонения , и от идеальной ориентацией {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют формуле (²+²)^1/2, где – средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры, – средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры и -средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 8 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к листу текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, используемому в качестве мягкого магнитного материала в качестве сердечника трансформатора, электротехнического оборудования и т.д.

Уровень техники

Лист текстурированной электротехнической стали представляет собой стальной лист, обычно содержащий до 7% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру вторично рекристаллизованных зерен, выстроенных в ориентации {110}<001> (ориентации Госса). Магнитные свойства листа текстурированной электротехнической стали в сильной степени зависят от выравнивания {110}<001> вторично рекристаллизованных зерен. По этой причине до настоящего времени проводится множество научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области способов производства с целью улучшения выравнивания вторично рекристаллизованных зерен (см., например, патент США 3287183 и японскую патентную публикацию (В2) 62-45285).

Однако, как указывается в «IEEE Transactions on Magnetics» MAG-14 (1978), pp.350-352, было обнаружено, что, если ориентационное выравнивание становится слишком высоким, характеристики потерь в сердечнике, напротив, ухудшаются. По этой причине для дополнительного повышения ориентационного выравнивания и изучения взаимозависимости с характеристиками потерь в сердечнике используют, например, угол отклонения () вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки от идеальной ориентации {110}<001>, угол отклонения () вокруг поперечного направления (TD) и угол отклонения () вокруг направления прокатки (RD).

На фиг.1 настоящей заявки даны определения углов отклонения на полюсной фигуре {110} (см. «IEEE Transactions on Magnetics» MAG-14 (1978), стр.252-257). В свою очередь, на фиг.2 схематически показаны зерна с идеальной ориентацией {110}<001>. Кроме того, на фиг.3(а) схематически показана ориентация вторичной рекристаллизации и углы отклонения ( и ), в то время как на фиг.3(b) схематически показана ориентация вторичной рекристаллизации и угол отклонения ().

Далее, в упомянутых выше исследованиях в качестве мер для улучшения характеристик потерь в сердечнике предложены несколько листов текстурированной электротехнической стали, обладающих выравниванием вторично рекристаллизованных зерен на основе указанных выше показателей углов отклонения.

Например, в японской патентной публикации (В2) 57-9418 раскрыт лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными магнитными свойствами, обладающий кристаллической структурой, состоящей из плоскостей {h, k, o} с осями <001> индивидуальных кристаллических зерен, соответствующих направлению прокатки стального листа и рассредоточенным индексам плоскостей кристаллов, параллельных поверхности стального листа и поворачивающимся вокруг направления прокатки.

Однако оси <001> кристаллических зерен изделий настоящей заявки, как показано на фиг.3(а), также рассредоточены вокруг ND и/или TD, из-за чего трудно заставить оси <001> индивидуальных кристаллических зерен соответствовать направлению прокатки стального листа.

Далее, в японской патентной публикации (А) 59-177349 и «IEEE Transactions on Magnetics» MAG-14 (1978), стр.252-257 раскрыт лист текстурированной электротехнической стали с низкими потерями в сердечнике, состоящий из кристаллической структуры с осями <001> вторично рекристаллизованных зерен, наклоненных к плоскости прокатки на 4° или менее, преимущественно приблизительно на 2°.

Однако, хотя лист текстурированной электротехнической стали имеет оси <001> индивидуальных кристаллических зерен, наклоненных вокруг поперечного направления (TD), угол отклонения () вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки и угол отклонения () вокруг направления прокатки (RD) не указаны.

Таким образом, были получены несколько открытий, касающихся взаимозависимости между углами отклонения от идеальной ориентации {110}<001> и характеристиками потерь в сердечнике для простой системы типа той, которая описана в японской патентной публикации (А) 59-177349, но взаимозависимость между реальным распределением ориентации относительно {110}<001> и характеристиками потерь в сердечнике вообще не затрагивалась.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения, обусловленной существующей ситуацией, в которой требуется улучшение листа текстурированной электротехнической стали в отношении характеристик потерь в сердечнике, является выяснение состояния взаимозависимости между состоянием рассредоточения вокруг ориентации {110}<001> реальной вторичной рекристаллизованной текстуры и характеристиками потерь в сердечнике с целью создания листа текстурированной электротехнической стали с характеристиками потерь в сердечнике, улучшенными по сравнению с обычным пределом.

Авторы изобретения фундаментально исследовали причины, по которым существуют пределы улучшения характеристик потерь в сердечнике путем лишь одной подстройки ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры близко к идеальной ориентации {110}<001> (см. «IEEE Transactions on Magnetics» MAG-14 (1978), стр.350-352 и японскую патентную публикацию (А) 59-177349). В результате этого авторы изобретения выяснили, что для того, чтобы улучшить характеристики потерь в сердечнике по сравнению с существующим уровнем техники,

(i) степень отклонения текстуры вторичной рекристаллизации от идеальной ориентации {110}<001> следует оценивать не только по углу отклонения вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки и по углу отклонения вокруг поперечного направления (TD), но также и по углу отклонения вокруг направления прокатки (RD) и, наряду с этим,

(ii) угол отклонения следует подстраивать к по крайней мере некоторому заданному углу, определяемому по углам отклонения и .

Настоящее изобретение было выполнено на основе названных выше открытий и суть его состоит в следующем:

(1) Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, содержащий от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентацией {110}<001> в качестве главной ориентации, и при этом указанный лист текстурированной электротехнической стали отличается тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующей формуле (1):

где

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры,

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры,

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры.

(2) Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, содержащий от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентацией {110}<001> в качестве главной ориентации, и при этом указанный лист текстурированной электротехнической стали отличается тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентацией {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующим формулам (1) и (2):

где

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры,

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры,

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры.

(3) Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, содержащий от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентацией {110}<001> в качестве главной ориентации, и при этом указанный лист текстурированной электротехнической стали отличается тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентацией {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующим формулам (1) и (3):

где

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры,

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры,

: средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры.

(4) Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, как сформулировано в одном из (1)-(3), отличающийся тем, что площадь зерен кристаллов, удовлетворяющих формуле (1), равна 40% или более.

(5) Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, как сформулировано в одном из (1)-(4), отличающийся тем, что указанный лист текстурированной электротехнической стали наряду с Si: от 0,8 до 7% содержит по меньшей мере один из Mn: 1% или меньше, Cr: 0,3% или меньше, Cu: 0,4% или меньше, Р: 0,5% или меньше, Ni: 1% или меньше, Мо: 0,1% или меньше, Sn: 0,3% или меньше и Sb: 0,3% или меньше.

Согласно настоящему изобретению существует возможность создания листа текстурированной электротехнической стали с характеристиками потерь в сердечнике, улучшенными по сравнению с обычным пределом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 – вид, показывающий определение углов отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> в методе оценки выравнивания вторичной рекристаллизованной текстуры.

Фиг.2 – вид, схематически показывающий ориентацию {110}<001>.

Фиг.3 – вид, схематически демонстрирующий метод оценки выравнивания вторичной рекристаллизованной текстуры (углов отклонения , и от ориентации {110}<001>). (а) показывает углы отклонения и , а (b) показывает угол отклонения .

Фиг.4 – вид, показывающий взаимозависимость между потерями в сердечнике W17/50 (Вт/кг) и (²+²)^1/2 (°).

Фиг.5 – вид, показывающий взаимозависимость между плотностью магнитного потока В87 (Тл) и (²+²)^1/2 (°).

Фиг.6 – вид, показывающий пропорцию вторично рекристаллизованных зерен в зависимости от углов отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры, (а), (с) и (е) показывают распределения углов отклонения , и в листе текстурированной электротехнической стали, изготовленном с помощью способа производства на основе патента США 3287183. (b), (d) и (f) показывают распределения углов отклонения , и в листе текстурированной электротехнической стали, изготовленном с помощью способа производства на основе японской патентной публикации (А) 2002-60842.

Фиг.7 – вид, схематически показывающий три оси легкого намагничивания в листе текстурированной электротехнической стали.

Фиг.8 – вид, схематически демонстрирующий взаимозависимость между (°) и (²+²)^1/2 (°) в листе текстурированной электротехнической стали, изготовленном с помощью способа производства на основе патента США 3287183, и листе текстурированной электротехнической стали, изготовленном с помощью способа производства на основе японской патентной публикации (А) 2002-60842.

Осуществление изобретения

Далее настоящее изобретение описывается в деталях на основе чертежей. Как следует из фиг.3(а), в прошлом выравнивание вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001> в основном оценивали по углам отклонения между осями легкого намагничивания, т.е. осями <001> кристалла, и направлением прокатки стального листа (углом отклонения и углом отклонения ). Однако, как указывалось выше, с помощью одного лишь этого традиционного средства оценки, строго говоря, невозможно оценить реальные характеристики потерь в сердечнике для изделия.

Ориентация {110}<001>, как это показано на фиг.3(b), в действительности поворачивается вокруг направления прокатки (RD). В дополнение к углам отклонения и плоскость {110} наклонена к идеальной плоскости {110} на угол отклонения .

Авторы изобретения, как указано выше, пришли к мысли, что для того, чтобы еще более снизить потери в сердечнике, выравнивание вторичной рекристаллизованной текстуры в ориентации {110}<001> следует оценивать совместно с углами отклонения между осью легкого намагничивания, т.е. осью кристалла {110}, и направлением прокатки стального листа (углом отклонения и углом отклонения ), путем дополнительного включения «угла отклонения » и фундаментально изучить взаимозависимость между магнитными свойствами и выравниванием в ориентации {110}<001> (углом отклонения , углом отклонения и углом отклонения ).

Для такого рода исследования необходимо изготовить и оценить разными способами стальные листы с измененным выравниванием ориентации (угла отклонения , угла отклонения и угла отклонения ).

Авторы изобретения, как показано в «Proceedings of 12^th International Conference on Textures of Materials” (1998), стр.981-990, обнаружили, что путем регулирования текстуры после первичной рекристаллизации можно регулировать не только выравнивание осей легкого намагничивания {110} в направлении прокатки, но и угла отклонения () вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки, угла отклонения () вокруг поперечного направления (TD) и угла отклонения () вокруг направления прокатки (RD).

Таким образом, с применением этого метода регулирования текстуры после первичной рекристаллизации были изготовлены изделия, имеющие разные распределения ориентации вторичной рекристаллизации (угла отклонения , угла отклонения и угла отклонения ), которые были исследованы на предмет взаимозависимости между ориентацией кристаллов и характеристиками потерь в сердечнике.

Лист текстурированной электротехнической стали толщиной 0,23 мм (образец А), изготовленный с применением способа производства, описанного в патенте США 3287183, был нарезан на испытательные образцы размером 60×300 мм, на которых измеряли потери в сердечнике и плотность магнитного потока. После этого на каждом испытательном образце измеряли с интервалами 5 мм ориентацию кристаллических зерен по 171 точкам и рассчитывали средние углы отклонения , и .

Далее, лист текстурированной электротехнической стали толщиной 0,23 мм (образец В), изготовленный с применением способа производства, описанного в японской патентной публикации (А) 2002-60842, был нарезан на аналогичные испытательные образцы и подвергнут аналогичным измерениям.

На фиг.4 показана взаимозависимость между потерями в сердечнике W17/50 (Вт/кг) и (²+²)^1/2 (°), а на фиг.5 показана взаимозависимость между плотностью магнитного потока В87 (Тл) и (²+²)^1/2 (°). При измерении плотности магнитного потока В87 (Тл), с целью получения более строгой взаимозависимости для вторичной рекристаллизованной текстуры стального листа, перед измерением удаляли с поверхности изделия немагнитные материалы (стеклянную пленку и покрытие). Отметим, что на фигуре белые квадратики показывают магнитные свойства образца А, а черные кружки показывают магнитные свойства образца В.

В настоящем изобретении в качестве одного из показателей для оценки выравнивания вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001> используется показатель отклонения (²+²)^1/2 (°). Этот показатель выражает угол отклонения между осью легкого намагничивания, т.е. осью кристалла {110}, и направлением прокатки стального листа. В качестве показателя для оценки выравнивания вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001> в настоящем изобретении используется не только угол отклонения и угол отклонения , но также и названный выше показатель отклонения осей.

Как следует из фиг.4, потери в сердечнике W17/50 улучшаются в линейной зависимости от уменьшения (²+²)^1/2 (°). Кроме того, как следует из фиг.5, плотность магнитного потока B₈ также улучшается в линейной зависимости от уменьшения

(²+²)^1/2 (°).

Как правило, если углы отклонения и становятся меньше, а выравнивание вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001> улучшается, потери в сердечнике снижаются и плотность магнитного потока увеличивается, но особенность, которую следует отметить на фиг.4 и фиг.5, состоит в том, что (²+²)^1/2 (°) и характеристики потерь в сердечнике и плотность магнитного потока представляют линейную корреляционную зависимость.

Это показывает пригодность и значимость в случае оценивания выравнивания вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001> с использованием углов отклонения и не только использования углов отклонения и , но и использования предложенного авторами изобретения показателя (²/²)^1/2 (°).

Этот пункт является одним из открытий (открытия Y), полученных изобретателями, и представляет собой открытие, лежащее в основе настоящего изобретения.

На основе этого открытия Y авторы изобретения интенсивно исследовали взаимозависимость между выравниванием вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001>, включая угол отклонения (°), и магнитными свойствами.

Приведенные здесь фиг.6(а), (с) и (е) демонстрируют распределения углов отклонения , и в образце А (белые квадраты на фиг.4 и 5), а фиг.6(b), (d) и (f) демонстрируют распределения углов отклонения , и в образце В (черные кружки на фиг.4 и 5).

Из фиг.6 следует, что в образце В, обладающем более высокими характеристиками потерь в сердечнике, угол отклонения имеет разброс. Это означает, что для обеспечения хороших характеристики потерь в сердечнике

(i) углы отклонения и должны быть предпочтительно как можно меньше и

(ii) угол отклонения должен предпочтительно иметь определенный разброс.

Предполагается, что причина того, что для обеспечения хороших характеристики потерь в сердечнике угол отклонения предпочтительно имеет определенный разброс, является следующей.

Как следует из фиг.7, лист текстурированной электротехнической стали имеет три оси легкого намагничивания <001>. Одна из осей легкого намагничивания [001] параллельна направлению прокатки, в то время как две другие оси легкого намагничивания [100] и [010] являются направлениями, образующими углы 45° с внутренней поверхностью в поперечном направлении стального листа.

Как правило, с точки зрения минимизирования общей энергии, из трех названных осей легкого намагничивания ось легкого намагничивания [001], параллельная направлению прокатки, является легко возбуждаемой. В результате этого образуются полосообразные 180-градусные домены.

Чтобы снизить потери в сердечнике, необходимо уменьшить ширину 180°-доменов. Эффективным способом уменьшения ширины 180°-доменов является возбуждение из трех названных выше осей легкого намагничивания оси легкого намагничивания в направлении, образующем угол 45° с внутренней поверхностью в поперечном направлении стального листа (что будет объяснено позже), в результате чего в 180°-доменах образуются замыкающие домены. Предполагается, что замыкающие домены перегруппировываются в 180°-домены за счет растягивающего эффекта стеклянной пленки или покрытия, имеющихся на поверхности стального листа, и в конечном итоге способствуют измельчению 180°-доменов.

Когда угол отклонения приобретает определенный разброс, потери в сердечнике снижаются, так как, если угол отклонения является большим, скорее произойдет изменение энергетического баланса трех указанных выше осей легкого намагничивания, чем, в случае увеличения угла, произойдет возбуждение оси [001], параллельной оси прокатки – одной из двух осей <001>, находящихся в направлении, образующем угол 45° с внутренней поверхностью в поперечном направлении, в результате чего 180°-домены измельчаются.

Далее, показатель отклонения осей (²+²)^1/2 является показателем, определяющим характеристику возбуждения оси легкого намагничивания, параллельную оси прокатки, в то время как угол отклонения является показателем, определяющим характеристику возбуждения двух осей <001>, имеющихся в направлении, образующем угол 45° с внутренней поверхностью в поперечном направлении. Следовательно, то, какая из трех осей легкого намагничивания возбуждается, определяется корреляционной взаимозависимостью указанных двух показателей. Критическое значение угла отклонения , необходимое для образования замыкающих доменов, не является неким абсолютным значением, но можно считать, что его можно определить с помощью корреляционной зависимости с использованием (²+²)^1/2.

Авторы изобретения изучили взаимозависимость между (°) и показатель отклонения осей (²+²)^1/2 (°) с целью подтверждения высказанной идеи и оценить критическое значение угла отклонения .

На фиг.8 показана взаимозависимость между углом отклонения (°) ^и показатель отклонения осей (²+²)^1/2 (°). Следует принять во внимание, что на фиг.8 массив белых квадратов и (образец А) и массив черных кружков (образец В) разделены выражением (²+²)^1/2.

Иными словами, образец В (массив черных кружков) лучше образца А в отношении характеристик потерь в сердечнике (см. фиг.4), откуда следует, что выравнивание вторичной рекристаллизованной текстуры {110}<001> листа текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике должно удовлетворять уравнению

(²+²)^1/2.

Этот результат дает подтверждение высказанному выше соображению о том, что «скорее чем произойдет возбуждение параллельной оси прокатки оси [001] – одной из двух осей <001>, присутствующих в направлении, образующем угол 45° с внутренней поверхностью в поперечном направлении, вследствие чего образуются завершающие домены благодаря корреляционной взаимозависимости этих доменов, по причине чего критическое значение утла отклонения , необходимое для образования замыкающих доменов, не является неким абсолютным значением, но его можно определить с помощью корреляционной зависимости с использованием (²+²)^1/2.».

Суммируя полученные выше результаты, можно утверждать, что для обеспечения хороших характеристик потерь в сердечнике углы отклонения и должны быть предпочтительно как можно меньшими, а угол отклонения должен быть равным по меньшей мере величине (²+²)^1/2 (°), определяемой по углам отклонения и .

Этот пункт и представляет собой открытие (открытие Z), полученное авторами изобретения на основании открытия Y, и, вместе с открытием Y, составляет основу настоящего изобретения.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает лист текстурированной электротехнической стали, имеющий вторичную рекристаллизованную структуру с ориентацией {110}<001> в качестве главной ориентации, отличающийся тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующей формуле (1):

Чтобы обеспечить хорошие характеристики потерь в сердечнике, средний угол отклонения должен быть больше (²+²)^1/2. При этом доля площади зерен кристаллов со средними углами отклонения , превышающими (²+²)^1/2, составляет преимущественно 40% или более.

Далее, характеристики потерь в сердечнике более предпочтительны при меньших углах отклонения и . Согласно фиг.4, чтобы обеспечить значение потерь в сердечнике W 17/5 0 равным 0,85 вт/кг или меньше, показатель отклонения осей

(²+²)^1/2 должен преимущественно удовлетворять приведенной ниже формуле (2):

Далее, чтобы обеспечить значение потерь в сердечнике W17/50 равным 0,80 Вт/кг или меньше, показатель отклонения осей (²+²)^1/2 должен преимущественно удовлетворять приведенной ниже формуле (3):

Лист текстурированной электротехнической стали, как правило, содержит (в мас.%) Si: от 0,8 до 7%, по причине чего лист текстурированной электротехнической стали настоящего изобретения также содержит (в мас.%) Si: от 0,8 до 7%, но может также наряду с Si содержать по меньшей мере один элемент из Mn: 1% или менее, Cr: 0,3% или менее, Cu: 0,4% или менее, Р: 0,5% или менее, N: 1% или менее, Мо: 0,1 или менее, Sn: 0,3% или менее и Sb: 0,3% или менее. Заметим, что далее % означает мас.%.

Mn является элементом, который эффективен для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике. Кроме того, Mn является эффективным элементом для предотвращения растрескивания при горячей прокатке в производственном процессе, но если количество добавленного Mn превышает 1%, плотность магнитного потока изделия в конце концов падает, по причине чего устанавливают верхний предел, равный 1%.

Cr также является элементом, который эффективен для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике. Кроме того, Cr является элементом, улучшающим поверхностный оксидный слой после декарбюризационного отжига и добавляется в количествах до 0,3%.

Cu также является элементом, который эффективен для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике, но, если количество добавки превышает 0,4%, эффект снижения потерь в сердечнике в конце концов насыщается и в производственном процессе Cu становится причиной поверхностных изъянов типа «оголенных пятен» на стадии горячей прокатки, вследствие чего устанавливают верхний предел, равный 0,4%.

Р также является элементом, который эффективен для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике, но, если количество добавки превысит 0,5%, возникнет проблема с прокатываемостью стального листа, вследствие чего устанавливают верхний предел, равный 0,5%.

Ni также является элементом, который эффективен для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике. Кроме того, Ni является элементом, эффективным для регулирования структуры металла горячекатаного листа с целью улучшения магнитных свойств, но, если количество добавки превышает 1%, вторичная рекристаллизация становится неустойчивой, вследствие чего устанавливают верхний предел, равный 1%.

Мо также является элементом, который эффективен для повышения удельного сопротивления и снижения потерь в сердечнике. Но, если количество добавки превысит 0,1%, возникнет проблема с прокатываемостью стального листа, вследствие чего устанавливают верхний предел, равный 0,1%.

Sn и Sb являются элементами, которые эффективны для стабилизации вторичной рекристаллизации и развития ориентации {110}<001>, но при превышении 0,3% они оказывают вредный эффект на образование стеклянной пленки, вследствие чего устанавливают верхний предел, равный 0,3%.

Что касается С, N, S, Ti и Al, их иногда добавляют на стадии сталеварения для регуляции текстуры и регулирования ингибитора с целью устойчивого проведения вторичной рекристаллизации, но при этом они также являются элементами, ухудшающими характеристики потерь в сердечнике для конечных изделий, и, следовательно, их нужно понижать после декарбюризационного отжига и при заключительном отжиге и т.д. По этой причине содержание этих элементов выбирают не более 0,005% и преимущественно не более 0,003%.

Кроме того, лист текстурированной электротехнической стали настоящего изобретения может содержать отличные от указанных выше элементы и/или неизбежные примесные элементы в количествах, не ухудшающих магнитные свойства.

В качестве способа производства листа текстурированной электротехнической стали настоящего изобретения в основном может использоваться способ производства на основе японской патентной публикации (А) 2002-60842 и т.д. Чтобы заставить углы отклонения , и надежно удовлетворять приведенной выше формуле (1), в первичной рекристаллизованной текстуре следует повысить долю зерен с ориентацией {411} среди зерен с ориентацией {411} и зерен с ориентацией {111}, усиливая рост ориентированных по Госсу вторично рекристаллизованных зерен. В качестве метода повышения доли зерен с ориентацией {411} эффективен метод регулирования скорости нагрева на стадии декарбюризационного отжига, описанный в японской патентной публикации (А) 2002-60842.

ПРИМЕРЫ

Далее описаны примеры настоящего изобретения, но условия примеров являются примерами условий, использованных для подтверждения работоспособности и выгодности эффектов настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается этими примерами условий. В настоящем изобретении могут быть использованы различные условия, не выходящие за рамки настоящего изобретения и достигающие цели настоящего изобретения.

(Пример 1)

Используемый в качестве образца (А) сляб, содержащий (в мас.%) Si: 3,2%, С: 0,08%, кислоторастворимый Al: 0,024%, N: 0,007%, Mn: 0,08% и S: 0,025%, нагревают при температуре 1350°С, подвергают горячей прокатке до толщины 2,3 мм, затем холодной прокатке до толщины 1,8 мм, после чего отжигают и затем подвергают холодной прокатке до толщины 0,23 мм.

Затем лист нагревают до 850°С, подвергают декарбюризационному отжигу, наносят отжиговый сепаратор, состоящий в основном из MgO, и подвергают заключительному отжигу.

Используемый в качестве образца (В) сляб, содержащий (в мас.%) Si: 3,3%, С: 0,06%, кислоторастворимый Al: 0,027%, N: 0,007%, Mn: 0,1% и S: 0,07%, нагревают при температуре 1150°С, подвергают горячей прокатке до толщины 2,3 мм и отжигают, после чего подвергают холодной прокатке до толщины 0,23 мм.

Затем лист нагревают до 850°С, подвергают декарбюризационному отжигу и после этого отжигают в содержащей аммиак атмосфере, повышая N в стальном листе до 0,02%, после чего наносят отжиговый сепаратор, состоящий в основном из MgO, и подвергают заключительному отжигу.

С, N, S и Al после заключительного отжига понижают до 0,003% или ниже. Затем на лист наносят покрытие с целью придания листу изоляционных свойств и прочности на растяжение.

Результаты измерения выравнивания ориентации вторичной рекристаллизации и магнитных свойств изделия показаны в таблице 1. При оценке плотности магнитного потока B₈ для уточнения зависимости от ориентации вторичной рекристаллизации стального листа перед измерением удаляют с поверхности изделия немагнитные материалы (стеклянную пленку и покрытие).

Процентные содержания площадей зерен кристаллов, удовлетворяющих формуле

(²+²)^1/2, для образца (А) и образца (В) составили соответственно 18 и 47%.

Таблица 1
Образец	(2+2)1/2 (°)	(°)	Потери в сердечнике W 17/50 (Вт/кг)	Плотность магнитного потока B8 (Тл)	Примечания
(А)	3,7	2,1	0,84	1,939	Сравнительный пример
(В)	3,2	5,3	0,78	1,947	Пример изобретения

(Пример 2)

Используемый в качестве образца сляб, содержащий (в мас.%) Si: 3,3%, С: 0,06%, кислоторастворимый Al: 0,028% и N: 0,008%, нагревают при температуре 1150°С, подвергают горячей прокатке до толщины 2,3 мм, отжигают и затем подвергают холодной прокатке до толщины 0,23 мм.

Затем лист нагревают со скоростью (А) 5°С/сек, (В) 100°С/сек или (С) 200°С/сек до 830°С, подвергают декарбюризационному отжигу и после этого отжигают в содержащей аммиак атмосфере, повышая N в стальном листе до 0,02%, после чего наносят отжиговый сепаратор, состоящий в основном из MgO, и подвергают заключительному отжигу.

С, N и Al после заключительного отжига понижают до 0,003% или ниже. Затем на лист наносят покрытие с целью придания листу изоляционных свойств и прочности на растяжение.

Результаты измерения выстраивания ориентации вторичной рекристаллизации и магнитных свойств изделия показаны в таблице 2. При оценке плотности магнитного потока B₈ для уточнения зависимости от ориентации вторичной рекристаллизации стального листа перед измерением удаляют с поверхности изделия немагнитные материалы (стеклянную пленку и покрытие).

Таблица 2
	(2+21/2 (°)	(°)	Потери в сердечнике W17/50 (Вт/кг)	Плотность магнитного потока B8 (Тл)	Примечания
(А)	4,9	2,5	0,93	1,901	Сравнительный пример
(В)	3,2	5,3	0,78	1,947	Пример изобретения
(С)	3,8	5,6	0,81	1,941	Пример изобретения

(Пример 3)

Используемый в качестве образца сляб, содержащий (в мас.%) Si: 3,3%, С: 0,055%, кислоторастворимый Al: 0,027% и N: 0,008%, нагревают при температуре 1150°С, подвергают горячей прокатке до толщины 2,3 мм, отжигают и затем подвергают холодной прокатке до толщины 0,23 мм.

Затем лист нагревают со скоростью 40°С/сек до (А) 790°С, (В) 820°С или (С) 850°С, подвергают декарбюризационному отжигу и после этого отжигают в содержащей аммиак атмосфере, повышая N в стальном листе до 0,02%, после чего наносят отжиговый сепаратор, состоящий в основном из MgO, и подвергают заключительному отжигу.

С, N и Al после заключительного отжига понижают до 0,003% или ниже. Затем на лист наносят покрытие с целью придания листу изоляционных свойств и прочности на растяжение.

Результаты измерения выстраивания ориентации вторичной рекристаллизации и магнитных свойств изделия показаны в таблице 3. При оценке плотности магнитного потока В₈ для уточнения зависимости от ориентации вторичной рекристаллизации стального листа перед измерением удаляют с поверхности изделия немагнитные материалы (стеклянную пленку и покрытие).

Процентные содержания площадей зерен кристаллов, удовлетворяющих формуле

(²+²)^1/2, для образца (А), образца (В) и образца (С) составили соответственно 24, 38 и 49%.

Как указывалось выше, согласно настоящему изобретению путем регулирования распределения ориентации вторичной рекристаллизации можно получать лист текстурированной электротехнической стали, имеющей характеристики потерь в сердечнике выше традиционного предела. Соответственным образом, настоящее изобретение обладает высокой применимостью в областях промышленности, производящих электротехническое оборудование с использованием в качестве материалов листа текстурированной электротехнической стали.

Формула изобретения

1. Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными
характеристиками потерь в сердечнике, содержащий от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентации {110}<001> в качестве главной ориентации, отличающийся тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующей формуле (I):

где – средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры,
– средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры,
– средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры.

2. Лист по п.1, отличающийся тем, что площадь зерен кристаллов, удовлетворяющих формуле (1), равна 40% или более.

3. Лист по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что лист текстурированной электротехнической стали содержит, мас.%: от 0,8 до 7 Si, по меньшей мере один элемент из группы: 1 или меньше Mn, 0,3 или меньше Cr, 0,4 или меньше Cu, 0,5 или меньше Р, 1 или меньше Ni, 0,1 или меньше Мо, 0,3 или меньше Sn и 0,3 или меньше Sb.

4. Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, содержащий от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентации {110}<001> в качестве главной ориентации, отличающийся тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующим формулам:


где – средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры,
– средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001>вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры,
– средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры.

5. Лист по п.4, отличающийся тем, что площадь зерен кристаллов, удовлетворяющих формуле (1), равна 40% или более.

6. Лист по любому из пп.4 и 5, отличающийся тем, что лист текстурированной электротехнической стали содержит, мас.%: от 0,8 до 7 Si, по меньшей мере один элемент из группы: 1 или меньше Мn, 0,3 или меньше Cr, 0,4 или меньше Сu, 0,5 или меньше Р, 1 или меньше Ni, 0,1 или меньше Мо, 0,3 или меньше Sn и 0,3 или меньше Sb.

7. Лист текстурированной электротехнической стали с улучшенными характеристиками потерь в сердечнике, содержащий от 0,8 до 7 мас.% Si и имеющий вторичную рекристаллизованную текстуру с ориентации {110}<001> в качестве главной ориентации, отличающийся тем, что средние углы отклонения , и от идеальной ориентации {110}<001> вторичной рекристаллизованной текстуры удовлетворяют следующим формулам:


где – средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления нормали (ND) к поверхности прокатки вторичной рекристаллизованной текстуры,
– средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг поперечного направления (TD) вторичной рекристаллизованной текстуры,
– средний угол отклонения от идеальной ориентации {110}<001> вокруг направления прокатки (RD) вторичной рекристаллизованной текстуры.

8. Лист по п.7, отличающийся тем, что площадь зерен кристаллов, удовлетворяющих формуле (1), равна 40% или более.

9. Лист по любому из пп.7 и 8, отличающийся тем, что лист текстурированной электротехнической стали содержит, мас.%: от 0,8 до 7 Si, по меньшей мере один элемент из группы: 1 или меньше Mn, 0,3 или меньше Cr, 0,4 или меньше Cu, 0,5 или меньше Р, 1 или меньше Ni, 0,1 или меньше Мо, 0,3 или меньше Sn и 0,3 или меньше Sb.

РИСУНКИ