取向电工钢是现代工业发展极为重要的软磁材料，尤其在进入智能时代的今天，更凸显出其在满足机电和信息技术领域创新发展方面的特质。本书在介绍了取向电工钢的基本软磁技术要求、成分设计原理、工艺设计原理及其在金属学原理上主要尚存困扰的基础上，系统介绍了取向电工钢生产全过程中呈现出的金属学行为与微观组织演变，尤其是取向电工钢最关键的Goss织构演变的全过程。以最新的理论发展为背景，细致阐述了Goss织构在取向电工钢每一个加工环节中产生、演变、持续遗传，最终占据统治地位的金属学原理。揭示了取向电工钢中抑制剂与铁素体之间的摩尔体积效应以及铁素体的弹性各向异性对最终形成强Goss织构的关键作用，克服了尚存困扰，并提出了适应社会变革而发展出创新技术的思路。
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前言
第1章 取向电工钢及其技术发展 1
1.1 电工钢的基本软磁技术要求 1
1.1.1 铁的磁化特性与磁滞损耗 1
1.1.2 铁基软磁材料的涡流损耗与铁芯损耗 3
1.1.3 铁基软磁材料磁感应强度的作用 3
1.1.4 铁基软磁材料的磁各向异性 4
1.1.5 取向电工钢板的织构 5
1.1.6 取向电工钢板的软磁性能 7
1.2 成分设计原理 11
1.2.1 铁与硅 11
1.2.2 抑制剂形成元素 14
1.2.3 碳 15
1.2.4 第二相粒子对磁性能的损害 17
1.3 工艺设计原理 18
1.3.1 高温加热与轧制、退火加工 18
1.3.2 脱碳及二次再结晶退火 19
1.3.3 工艺流程与改进 20
1.4 Goss织构形成原理方面的探索及其困扰 22
1.4.1 金属多晶体传统的异常长大行为 22
1.4.2 重合点阵晶界快速迁移理论 24
1.4.3 高能晶界快速迁移理论 25
1.4.4 固态晶界浸润理论 26
1.4.5 晶界迁移理论的困扰 26
1.4.6 Goss晶粒长大的困扰 28
参考文献 29
第2章 取向电工钢生产过程中的金属学行为与微观组织演变 33
2.1 连铸坯的组织与织构 33
2.1.1 连铸坯的组织 33
2.1.2 柱状晶区的形成与织构 34
2.1.3 柱状晶织构对热轧织构的影响 35
2.2 热轧板的组织与织构 36
2.2.1 热轧组织的特征 37
2.2.2 热轧板的织构 39
2.2.3 热轧板表层Goss织构的遗传作用 40
2.2.4 热轧过程中抑制剂粒子的析出行为 42
2.2.5 热轧板的常化 44
2.3 冷轧板的组织演变 46
2.3.1 冷轧织构演变的一般规律 46
2.3.2 冷轧变形的脆性行为 47
2.3.3 冷轧晶粒组织与冷轧织构 50
2.3.4 冷轧过程中碳化物粒子的回溶行为 51
2.3.5 冷轧过程中MnS粒子的碎化行为 52
2.3.6 抑制剂粒子对冷轧过程取向演变的抑制作用 54
2.4 再结晶退火组织与织构 56
2.4.1 普通取向电工钢两次冷轧的中间退火组织 56
2.4.2 普通取向电工钢再结晶退火的动力学过程 57
2.4.3 脱碳板晶粒组织与取向特征 59
2.5 取向电工钢再结晶晶粒的正常长大 60
2.5.1 取向电工钢的晶粒正常长大现象 60
2.5.2 晶粒正常长大的传统理论 61
2.5.3 晶粒正常长大的拓扑学分析 63
2.5.4 棱边和角隅密度的演变与相应的晶粒长大规律 64
2.5.5 抑制剂粒子作用下以角隅迁移为主的晶粒正常长大 65
2.5.6 取向电工钢晶粒长大过程的解析描述 67
2.5.7 取向电工钢晶粒正常长大的速率 69
2.6 取向电工钢二次再结晶过程中晶粒的异常长大 70
2.6.1 电工钢晶粒传统长大行为的极限范围 70
2.6.2 二次再结晶退火加热过程概述 71
2.6.3 Goss晶粒的异常长大过程 73
参考文献 75
第3章 取向电工钢强Goss织构生成的金属学原理 78
3.1 取向电工钢塑性变形晶体学 78
3.1.1 金属塑性变形晶体学概述 78
3.1.2 取向电工钢塑性变形开动的滑移系 79
3.1.3 加工硬化对滑移系开动的影响 81
3.2 金属多晶体塑性变形的反应应力理论简介 82
3.2.1 塑性变形过程中反应应力的发生和作用 82
3.2.2 反应应力的上限及其特征范围 85
3.2.3 反应应力理论中的织构及随机取向分布的产生 87
3.2.4 不同类型滑移系在临界分切应力及加工硬化率方面的差异 88
3.2.5 大道次压下率导致外应力张量的转动 89
3.3 取向电工钢变形织构的形成与Goss取向的演变 91
3.3.1 模拟计算钢板织构所需确定的参数 91
3.3.2 钢板的冷轧织构 92
3.3.3 取向电工钢热轧与冷轧在变形条件上的本质区别 94
3.3.4 取向电工钢热轧板表层Goss织构的形成 96
3.3.5 取向电工钢Goss取向在冷轧过程中的演变 97
3.4 取向电工钢再结晶过程中Goss取向的恢复及其欠缺的尺寸优势 100
3.4.1 Goss亚结构的回复 100
3.4.2 再结晶形核 101
3.4.3 再结晶晶粒的生长 103
3.5 取向电工钢抑制剂粒子的特性 104
3.5.1 MnS和AlN粒子析出的摩尔体积效应 104
3.5.2 抑制剂粒子的析出及后续粗化或熟化的阻力 106
3.5.3 抑制剂粒子的宏观分布特征 109
3.6 取向电工钢二次再结晶过程中Goss晶粒的异常长大 111
3.6.1 铁素体的弹性各向异性特征 111
3.6.2 表层Goss晶粒与非Goss晶粒内抑制剂粒子的差异化粗化 113
3.6.3 表层Goss晶粒的异常长大过程 115
参考文献 117
第4章 铜粒子单一抑制剂高强取向电工钢简介 120
4.1 铜单一元素合金化高强韧钢 120
4.1.1 铜用于合金化铁素体时的相结构与弥散析出行为 120
4.1.2 铜对铁基合金的强化作用 122
4.1.3 铜单一合金化钢的力学性能特征 124
4.2 铜粒子单一抑制剂取向电工钢的基本特性与初步尝试 125
4.2.1 取向电工钢以铜粒子为单一抑制剂时的成分体系与相结构 125
4.2.2 铜粒子同时用作抑制剂时所面临的挑战 126
4.2.3 铜粒子单一抑制剂高强取向电工钢的特色 129
4.2.4 铜粒子单一抑制剂高强取向电工钢的简单尝试 131
参考文献 132
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