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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N212

4.1.4无取向电工钢中常规的非金属杂质元素S和P214

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Mn216

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