鐵損優異的非取向電工鋼板的製作方法
2023-11-01 16:56:37 4
專利名稱：鐵損優異的非取向電工鋼板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種非取向電工鋼板(nonoriented electrical steelsheet)，其在退火後鐵損優異。本發明的鋼用作電氣機器和裝置部件。例如，本發明的鋼用作電動機的磁芯材料，以提供高效率和低能耗。
背景技術：
當非取向電工鋼板用作鐵芯材料如電動機時，一些終端用戶衝切/衝壓鋼板，以製備具有特定形狀的鋼板。當結晶粒度較小時，衝壓的精度較高。例如，結晶粒度小於40μm優選用於此目的。另一方面，關於最終產物的磁性，特別是鐵損，較大結晶粒度如超過100μm優選用於低鐵損。為滿足這些相反的需求，具有較小結晶粒度的鋼板產品被輸送給使用者。然後，在衝壓鋼板後，使用者進行退火，稱作應力消除退火，以進行晶粒生長。近來，對低鐵損鋼材料的需求增長，使用者正在努力縮短應力消除退火時間，以提高產率。這導致對具有良好晶粒生長的無方向性鋼板需求的增長。
抑制晶粒生長的一個主要因素是在鋼中微細分散的夾雜物和沉澱。當夾雜物個數較大且夾雜物大小較小時，晶粒生長更受到抑制。如Zener所揭示的，如果比值r/f(其中″r″代表夾雜物的等效體積球半徑，″f″代表夾雜物在鋼中的體積佔有率)較小，那麼晶粒生長受到抑制。因此，為提高晶粒生長速度，比值r/f應較大。即，重要的是不僅降低夾雜物數量而且要增大夾雜物大小。
抑制非取向電工鋼板中晶粒生長的夾雜物例如是氧化物如二氧化矽或氧化鋁，硫化物如硫化錳或硫化銅，和氮化物如氮化鋁或氮化鈦。下文中，術語″夾雜物″指鋼中的非金屬夾雜物或沉澱，如上述氧化物、硫化物和氮化物。在這些夾雜物中，硫化物經常是抑制晶粒生長的主要因素，因為在壓延後的退火冷卻過程中硫化物成為分散的沉澱。這容易形成大量微細尺寸的硫化物。其中，在含有Cu的電鋼板中發現的硫化銅，如CuS或Cu2S，在約1000-1100℃的溫度下沉澱，比其它硫化物如硫化錳低，後者在約1100-1200℃下沉澱。因此，硫化銅抑制晶粒生長超過其它硫化物，因為硫化銅在壓延後的退火過程中的低溫下溶解和再沉澱，這些形成更細的硫化銅。
高純度熔融鋼提供沒有硫化物危害作用的鋼板。通過熔融精煉從熔融鋼完全脫硫是用於抑制硫化物形成的一個例子。然而，它不總是有效率或效果的，因為增加精煉過程導致更高成本或耐火材料的熔損導致熔融鋼汙染。另一種使硫化物無害的方法是將各種元素加到鋼中。關於硫化物，已知的是加入包括稀土金屬元素(下文稱作REM)等的特定元素使S固定的方法，如公開的專利申請S51-62115或H03-215627(JP S51-62115 A或JP H03-215627 A)所示。這種方法利用了REM的強力脫硫效果，其中根據鋼中所含的S量，加入適量REM來抑制硫化物特別是硫化錳的形成。
關於REM抑制硫化物形成的效果，下面將進一步說明。″REM″是包括鈧(原子序數21)、釔(原子序數39)和從鑭(原子序數57)到鑥(原子序數71)的15種元素共17種元素的總稱。在常規方法中，在精煉過程中或在鑄造前的熔融鋼階段加入REM。在無方向性電鋼中的REM可以形成REM氧硫化物和/或REM硫化物，因為鋼中沒有足夠的氧來形成REM氧化物。這是因為無方向性電鋼含有脫氧元素(氧清除劑)如Si和/或Al，這使得鋼中的氧比其它碳鋼少。因此，當將足夠的REM加到電鋼中時，鋼中的S通過形成REM氧硫化物和/或REM硫化物而與REM固定，這樣幾乎沒有其它硫化物。
然而，根據基於化學組成的計算，用於固定鋼中的S的REM所需量按質量％計是S量的4-8倍或更大。因此，加入足夠量的REM來固定鋼中的S增大了成本。一方面，不足量加入不能完全固定鋼中的S，這樣會形成REM硫化物之外的硫化物。
圖1是曲線圖，表明鋼中的硫化銅的數密度對結晶粒度和磁性的影響。
圖2是曲線圖，表明(長軸)/(短軸)比超過2和等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的個數百分比對結晶粒度和磁性的影響。
圖3是曲線圖，表明REM含量和Cu含量對磁性的影響。
圖4是照片，表明等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的例子。
圖5是照片，表明等效體積球半徑為100nm或更小和(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅的例子。
發明內容
本發明的目的是提供一種非取向電工鋼板，通過控制含有Cu的鋼板中存在的硫化物尤其是硫化銅的大小、數密度和形狀，在沒有使用大量REM的情況下，其具有優異的晶粒生長。
本發明的要點如下。
項1.一種非取向電工鋼板，其中等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度小於1×1010[夾雜物/mm3]。
項2.如項1所述的非取向電工鋼板，其中(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅在等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅中佔30％或更少。應注意到，(長軸)/(短軸)比超過1的硫化銅定義作″棒型″，比值為2剛好用作本發明的實際和簡單指標。因此，(長軸)/(短軸)比為超過1～小於2的硫化銅也在本發明的主題內。
項3.如項1所述的非取向電工鋼板，按質量％計其還包括C0.01％或更少，Si0.1％或更多和7.0％或更少，Al0.005％或更多和3.0％或更少，Mn0.1％或更多和2.0％或更少，S0.0005％或更多和0.005％或更少，Cu0.5％或更少，稀土元素(REM)0.0005％或更多和0.03％或更少，和餘量的Fe和不可避免的雜質，其中滿足以下式(1)，[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11(1)其中[REM]代表REM質量％，[Cu]代表Cu質量％。
項4.如項2所述的非取向電工鋼板，按質量％計其還包括C0.01％或更少，Si0.1％或更多和7.0％或更少，Al0.005％或更多和3.0％或更少，Mn0.1％或更多和2.0％或更少，S0.0005％或更多和0.005％或更少，Cu0.5％或更少，REM0.0005％或更多和0.03％或更少，和餘量的Fe和不可避免的雜質，其中如果0.0005≤[REM]＜0.003，那麼滿足以下式(1)，以及如果0.003≤[REM]≤0.03，那麼滿足以下式(1)和(2)[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11(1)，([REM]-0.003)0.1×[Cu]2≤1.25×10-4(2)，其中[REM]代表REM質量％，[Cu]代表Cu質量％。
本發明在未使用大量REM情況下，可以將抑制非取向電工鋼板中晶粒生長的細硫化銅的尺寸、數密度和形狀控制在適當範圍內。這使得結晶粒度充分增加，以降低鐵損。本發明也使得在衝壓後可更容易地進行應力消除退火，這樣滿足了鋼板使用者的需求，並節省能量。
具體實施方案如上所述，與在約1100-1200℃下沉澱的其它硫化物如硫化錳相比，硫化銅如CuS或Cu2S在約1000-1100℃的低溫下沉澱。因此，硫化銅在退火過程中在比其它硫化物更低的溫度下溶解和再沉澱。微細沉澱抑制晶粒生長。因此，硫化銅對晶粒生長的抑制有更大影響。為減小硫化銅的影響，重要的是儘可能降低鋼中的硫化銅的數密度。
下面舉例說明測量硫化銅的數密度的方法。首先，研磨試樣板至適宜厚度，形成鏡面。在蝕刻試樣板(後面說明)之後，得到複製品(replica)，使用場發射型透射電子顯微鏡觀察轉移到複製品上的硫化銅。可以製備薄膜代替複製品用於觀察。通過測量預定觀察面積中的所有夾雜物，來評價硫化銅的半徑和數密度。通過EDX和衍射圖案分析測定硫化銅的組成。由於可以穩定存在的硫化銅的最小半徑為約5nm，因此應該選擇能夠觀察尺寸的方法。硫化銅可以通過蝕刻提取。蝕刻的一個例子是Kurosawa等人的方法(KUROSAWA，Fumio；TAGUCHI，Isamu和MATSUMOTO，Ryutarou，J.Japan Inst.Metals，43(1979)，p.1068)，其中樣品在非水溶劑中進行電解蝕刻，僅溶解鋼，留下未溶解的硫化銅。
使用上述方法仔細研究之後，本發明者發現，如果等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度小於1×1010[夾雜物/mm3]，那麼得到具有良好晶粒生長和良好鐵損的非取向電工鋼板。此外，如果在等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅總個數中，(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅個數是30％或更少，那麼可以實現更好晶粒生長和更好鐵損。
下面使用圖1-圖5進行詳細說明。
圖1是曲線圖，表明樣品中的硫化銅的數密度對結晶粒度和磁性的影響。橫軸代表在鋼中的等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度。左和右縱軸分別代表鐵損和應力消除退火後的結晶粒度。左縱軸的符號″Δ″指示的虛線表明鐵損與數密度的相關性。″W15/50″的值用作鐵損。鐵損越低越好。右縱軸的符號″▲″指示的線表明結晶粒度與數密度的相關性。結晶粒度越大越好。
圖2是曲線圖，表明在等效體積球半徑為100nm或更小的硫化物中(長軸)/(短軸)比為2或更大的硫化銅的百分比對結晶粒度和鐵損的影響。橫軸代表硫化銅的百分比，左縱軸代表對於用符號″□″指示的虛線的以W15/50計的鐵損，右縱軸代表對於用符號″■″指示的線的結晶粒度。鐵損越低和結晶粒度越大越好。
圖3是曲線圖，表明非取向電工鋼板中REM含量和Cu含量對通過鐵損評價的鋼板磁性的影響。符號◎代表鐵損2.75或更小的優異性能鋼板。符號○代表鐵損超過2.75和不大於2.80的鋼板。符號◇代表鐵損超過2.80和不大於2.85的鋼板。符號×代表鐵損超過2.85的鋼板。符號●代表優異鐵損的鋼板，即2.75或更小，但是在產品鋼板的表面上部分地出現鱗片缺陷。
圖4和圖5表明鋼中等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的例子。圖4表明(長軸)/(短軸)比小於2的硫化銅例子。圖5表明(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅例子。
製備非取向電工鋼板的樣品，其按質量％計含有Si 2.2％，Al0.28％，S 0.002％，Cu 0.005-0.2％，REM 0.0008-0.012％和餘量鐵和不可避免的雜質。然後，研究樣品中所含的硫化銅的大小、形狀和數密度，樣品的結晶粒度和磁性。在例如RH過程的階段將REM加到熔融鋼中，例如材料類型是如合金包括REM、混合稀土和鐵-矽-REM合金，具有各種形狀(如丸狀，塊狀和/或線狀)。儘管在17個REM元素中Ce是有用的並是優選元素，但是根據特點也可以使用其它元素。
如圖4所示的等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅佔樣品中所含的硫化銅的主要部分。這些微細硫化銅抑制晶粒生長。如圖1所示，測量具有等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的不同數密度的樣品表明在硫化銅數密度為1×1010[夾雜物/mm3]時存在臨界點。如果硫化銅的數密度為1×1010[夾雜物/mm3]或更小，可以從其獲得良好晶粒生長和良好鐵損。對數密度為1×1010[夾雜物/mm3]或更小的樣品進一步分析可以清楚得知，在晶粒生長和鐵損變化中，磁性優異的樣品其(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅的個數百分比為30％或更小，如圖2所示。
圖4顯示等效體積球半徑為100nm或更小和(長軸)/(短軸)比不超過2的硫化銅的例子。圖5顯示等效體積球半徑為100nm或更小和(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅的例子。如果夾雜物的形狀是″棒型″，即，(長軸)/(短軸)比超過1，夾雜物對晶粒生長的抑制效果變強，因而不優選。抑制效果增強的原因看起來是棒型銅夾雜物使得難於通過晶界，並增強了對晶界遷移的止住效果(pinning effect)。這增強了對晶粒生長的抑制效果。(長軸)/(短軸)的比為2剛好用作本發明的實際和簡單指標。因此，(長軸)/(短軸)比為超過1～小於2的硫化銅也在本發明的範圍內。
參照圖3，說明得到上述優選的數密度和形狀的硫化銅的鋼成分的優選條件。通常已知的是，為了抑制在非取向電工鋼板中形成硫化物，在加入REM的情況下，應該降低能夠與S結合形成硫化物的元素的含量。例如，應該降低錳含量以防止形成硫化錳，應該降低銅含量以防止形成硫化銅。然而，本發明的發明者發現，在將REM加到鋼中的情況下，在有限範圍的Cu含量內，較大含量的Cu可以降低硫化銅對晶粒生長的抑制效果。即，發現適當組合添加的REM量和鋼中的Cu含量可以改進晶粒生長。
當將REM加到鋼中時，形成REM硫化物和/或REM氧硫化物。REM消耗鋼中的S，使得REM附近區域缺少S。因此，在REM附近沒有形成硫化銅，僅在富S區域形成硫化銅。在這種情況下，即使鋼中的Cu含量增加，幾乎也沒有形成新的硫化銅，因為沒有S，並且Cu量增加僅對已存在的硫化銅生長起作用。換句話說，硫化銅個數沒有增加，但是硫化銅大小增加。硫化銅分布即S在鋼中的分布與REM在鋼中的量相關，硫化銅大小與Cu在鋼中的量相關。有鑑於此，本發明者認為，REM含量和Cu含量的濃度積與增加硫化銅大小而不增加硫化銅個數的效果有關。
發現如果0.0005≤[REM]≤0.03，[Cu]≤0.5，其中[REM]代表按質量％計的REM含量，[Cu]代表按質量％計的Cu含量；並且[REM]和[Cu]滿足下式(1)，那麼硫化銅個數沒有增加，但是硫化銅大小增加。這樣降低了硫化銅的晶粒生長抑制效果，促進了晶粒生長和鐵損降低。
×[Cu]3≥7.5×10-11(1)如圖3中數據所示(其中符號◎代表鐵損2.75或更小的優異性能鋼板；符號○代表鐵損超過2.75和不大於2.80的鋼板；符號◇代表鐵損超過2.80和不大於2.85的鋼板；符號×代表鐵損超過2.85的鋼板；符號●代表優異鐵損的鋼板，即2.75或更小，但因為其它原因作為產品不能允許)，發現在REM含量或Cu含量過低時，因此[REM]×[Cu]3的值沒到達到7.5×10-11，即不滿足式(1)，那麼不能獲得良好磁性。相反，在[REM]×[Cu]3的值達到7.5×10-11或更大時，即滿足式(1)，那麼可以獲得良好磁性。
當鋼中的REM含量極低時，REM對S的固定極不充分。因此，在鋼中形成大量等效體積球半徑為100nm或更小的微細硫化銅。這抑制了晶粒生長，並使磁性變差。為了得到良好磁性，如圖3所示，優選REM含量為0.0005％或更多。然而，如果REM含量超過0.03％，形成過量REM氧硫化物和/或REM硫化物，這抑制了晶粒生長，並使磁性變差。關於Cu含量範圍，從控制鋼的強度和結晶質地的有效量來看，0.001％或更多是優選的。當Cu含量超過0.5％時，可能出現鱗片缺陷。綜上所述，從[REM]和[Cu]組合的角度來看，[REM]優選0.03％或更小，[Cu]優選0.5％或更小。
如上所述，本發明者發現，通過保持鋼中的REM含量和Cu含量在圖3所示的範圍內，更優選在圖3中細線包圍的區域內，通過控制硫化銅的數密度和大小，可以得到良好磁性。還發現在圖3粗線包圍的L-形區域內得到更優選的條件，即僅有符號◎存在的區域，其中Cu含量和REM含量在適當範圍內，硫化銅的數密度也在適當範圍內，硫化銅沒有發展形成棒狀硫化銅，並可以得到良好晶粒生長和磁性。
硫化銅的形狀變化成棒型硫化銅的基本機理與其中硫化銅大小增加而硫化銅個數沒有增加的現象的機理相似。即，當由於REM固定S的原因使鋼中的S分布不均勻時，如果存在過量Cu，那麼不會增加硫化銅個數而是增加已存在的硫化銅的生長，這使得優先在形成伸長形狀硫化銅的方向生長。因此，控制硫化銅形狀的效果被認為與引起鋼中的S分布不均勻的REM量以及REM含量和Cu含量的濃度積相關。
在0.003≤[REM]≤0.03的情況下，在鋼中存在相對大量的REM。因此，在鋼中REM對S的固定效果擴大，這使得鋼中的S分布不均勻，這樣硫化銅的生長限制在優先方向。在這種情況下，如果根據REM含量的值將Cu含量控制在適當範圍內，那麼可以保持棒型硫化銅的個數百分比為30％或更小，這樣提供良好晶粒生長和良好磁性。
在0.0005≤[REM]＜0.003的情況下，在鋼中存在相對少量的REM。因此，在鋼中REM對S的固定效果不能擴大。換句話說，在很寬區域內鋼中的S分布均勻(沒有不均勻)。這種不均勻程度不足以限制硫化銅在優先方向生長。這樣可以保持棒型硫化銅的個數百分比為30％或更小，以提供良好晶粒生長和良好磁性。
綜上所述，本發明者發現了以下條件使得硫化銅個數沒有增加，硫化銅大小增加，棒型硫化銅的個數百分比為30％或更小，硫化銅對晶粒生長的抑制效果低，極大地改進了晶粒生長和鐵損；如果0.0005≤[REM]＜0.003，那麼[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11(1)，或者如果0.003≤[REM]≤0.03，那麼[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11(1)，和([REM]-0.003)0.1×[Cu]2≤1.25×10-4(2)圖3中符號◇所代表的例子比常規產品具有更好的產品性能。如圖3粗線包圍的區域內的符號◎所示，當[REM]和[Cu]具有更優選的值並且硫化銅的數密度和棒型硫化銅的個數百分比具有適當值時，產品性能可能更好。因此，發現如果選擇鋼中的REM含量和Cu含量使其在圖3粗線包圍的區域內，那麼可以得到更好的磁性。
還第一次發現，僅通過降低鋼中的S含量不能預期到上述效果，但當將REM加到鋼中以用REM固定S並進一步將Cu含量調節到適當值時，可以預期到上述效果。作為REM元素，可以組合使用一種或多種元素以發揮效果，只要它們在本發明範圍內。
下面說明在本發明中限制REM和Cu之外的成分的原因。
C由於C沉澱而引起磁時效。因此，鋼板中的C含量優選0.01質量％或更小。下限包括0％，但實際中下限可以是1-5ppm。
Si用於降低鐵損。如果Si含量小於0.1質量％，那麼鐵損變差。使鋼含有超過7.0質量％的Si在工業上很難並昂貴。因此，Si含量的下限優選0.1質量％，上限優選7.0質量％。
Al用於降低鐵損，與Si相似。如果Al含量小於0.005質量％，那麼鐵損變差。如果Al含量超過3質量％，成本急劇增加。
為增加鋼板厚度和提高衝壓性能，Mn含量優選0.1質量％或更多。出於經濟原因，Mn含量上限優選2.0質量％。
S作為硫化銅和/或硫化錳，惡化晶粒生長和鐵損。在本發明中，儘管用REM固定S，但從實際觀點來看，S含量上限優選0.005質量％或更小。下限優選0.0005％以抑制脫硫成本的增加。
下面說明本發明產品的製造條件。當在制鋼階段使用轉化爐或二次精煉爐進行精煉時，優選的是保持爐渣氧化度，即(FeO+MnO)與爐渣的質量比，為3.0％或更小。如果爐渣的氧化度超過3.0％，那麼使用從爐渣供應的氧，氧化熔融鋼中的REM被不必要地氧化而僅形成氧化物。這樣導致沒有形成REM硫化物和/或REM氧硫化物，即，鋼中的S固定不充分。還優選的是從周圍環境中儘可能除去氧化源，例如通過檢查耐火爐襯。優選的是REM加入步驟和鑄造步驟之間為10分鐘或更長，從而為在REM加入時通過從周圍氣氛氧化而不可避免地形成的REM氧化物浮到表面上提供足夠時間。上述實踐可以製備具有預定化學組成的鋼。按此方式製備具有預定化學組成的熔融鋼之後，使用連續鑄造或鑄錠法將熔融鋼鑄造成鑄片等。熱壓延鑄造的鋼，在需要時退火，並冷壓延一次或超過兩次，中間退火，從而具有預定產品厚度。最後，進行完工退火，並塗布絕緣塗層。
製備按質量％計具有組成C 0.002％，Si 2.2％，Al 0.28％，Mn 0.2％，S 0.002％，並且Cu和REM為表1所示的各種含量的鋼，通過熔融和精煉，連續鑄造，熱壓延，熱延板退火，冷壓延形成0.50mm厚的鋼板，在850℃下完工退火30秒，最後塗布絕緣塗層，製得鋼產品。對於REM，在RH階段加入含有約95％La和Ce的REM合金。鋼板的結晶粒度為30μm～33μm。在750℃下應力消除退火1.5小時後(比常規退火短)，測量並分析結晶粒度、磁性和夾雜物。使用25cmEpstein測試法測量磁性。使用上述方法測量夾雜物。在通過硝酸化乙醇腐蝕液(nital)-蝕刻鋼板的鏡面研磨的截面出現晶粒之後，以平均結晶粒度測量結晶粒度。結果示於表1和圖1、圖2和圖3中。
表1樣品No.1-6是實現最佳產品性能的一組，其中鋼的組成在本發明的適當範圍內，數密度、棒型硫化銅的個數百分比和式(1)和(2)均被滿足。使用上述方法測量數密度，結果表明等效體積球半徑為100nm或更小的微細硫化銅的數密度為0.4-0.9×1010[夾雜物/mm3]，不超過1.0×1010[夾雜物/mm3]。(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅個數的百分比是7-27％，不超過30％。作為硫化銅之外的硫化物，觀察到大小為0.2-3.5μm的REM氧硫化物和REM硫化物。因此，很明顯通過在鋼中用REM固定S抑制了微細硫化銅的形成。通過形成REM氧硫化物和/或REM硫化物，導致良好晶粒生長。應力消除退火後的結晶粒度大到65-68μm，表明良好晶粒生長。鐵損W15/50代表的磁性是2.65-2.71[W/kg]，這是優選的低值。這些值相應於符號◎的數據。
在樣品No.7-9中，等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度不超過1.0×1010[夾雜物/mm3]。然而，(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅個數的百分比超過30％，使得應力消除退火後的結晶粒度相對較小，如56-58μm。鐵損相對較大，如2.81-2.82[W/kg]。圖3的符號◇的數據相應於這些樣品。
在樣品No.10中，等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度不超過1.0×1010[夾雜物/mm3]。棒型硫化銅的個數百分比不超過30％。然而，Cu含量小到不能滿足式(1)，這導致相對較大的鐵損2.79[W/kg]，和相對較小的結晶粒度58μm。在圖3橫軸右底部的符號○的數據相應於該樣品。
在作為比較樣品的4個樣品(樣品No.11-14)中，等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度超過1.0×1010[夾雜物/mm3]，相應於圖1虛線右側區域中的數據。應力消除退火後的結晶粒度小到(38μm)，鐵損超過3.0[W/kg]。圖3中的符號×的數據相應於這些樣品。
樣品No.15滿足本發明的數密度和棒型硫化銅的個數百分比要求。然而，REM含量過高，這導致相對較大的鐵損2.76[W/kg]，應力消除退火的結晶粒度相對較小(60μm)。作為產品中硫化銅之外的硫化物，發現大小0.2μm-3.5μm的REM氧硫化物和REM硫化物在壓延方向伸長，顯然REM氧硫化物和REM硫化物抑制板厚方向的晶粒生長。圖3中的L-形狀區域右側(不在橫軸上)的符號○的數據相應於該樣品。
在樣品No.16中，本發明的數密度、棒型硫化銅的個數百分比和式(1)和(2)的要求均被滿足。在該樣品中，在鋼板產物的表面(在邊緣附近)上出現鱗片缺陷，因為Cu含量略超過0.5％。然而，由於鱗片缺陷的位置，即在邊緣附近，不是用於衝壓製造最終產品的一部分，因此不會引發諸如降低產率等問題。鐵損是2.72[W/kg]，結晶粒度是63μm，與符號◎的數據在同一水平。圖3的中上部符號●的數據相應於該樣品。
比常規更短的應力消除退火時間應用於上述樣品。如果更長應力消除退火時間應用到樣品上，那麼樣品間的晶粒生長和鐵損的差異將更大。
如上所述，適當範圍內的REM含量和Cu含量可以控制硫化銅的數密度、大小和形狀，從而在沒有改變應力消除退火條件下提供具有更好晶粒生長的非取向電工鋼板。還發現，比常規應力消除退火條件更短時間的退火，即750℃下2小時，也可以實現足夠低的鐵損。
所有引述的專利、出版物、未決申請和臨時申請以參考的形式引入本申請中。
儘管描述了本發明，但顯然可以在許多方面可以對本發明做出變化。這種變化不被認為是偏離本發明的精神和範圍，並且對於本領域技術人員顯而易見的修改也包括在所附權利要求內。
表1
REM量評價如果0.0005＞[REM]，REM過少，如果0.0005≤[REM]≤0.03，範圍內，如果0.03＜[REM]，REM過量式(1)的評價如果[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11，式(1)範圍內式(2)的評價如果[REM]＜0.003，式(2)範圍內，如果[REM]≥0.003，滿足([REM]-0.003)0.1×[Cu]2≤1.25×10-權利要求
1.一種非取向電工鋼板，其中等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅的數密度小於1×1010[夾雜物/mm3]。
2.如權利要求1所述的非取向電工鋼板，其中(長軸)/(短軸)比超過2的硫化銅在等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅中佔30％或更少。
3.如權利要求1所述的非取向電工鋼板，按質量％計其還包括C0.01％或更少，Si0.1％或更多和7.0％或更少，Al0.005％或更多和3.0％或更少，Mn0.1％或更多和2.0％或更少，S0.0005％或更多和0.005％或更少，Cu0.5％或更少，稀土元素(REM)0.0005％或更多和0.03％或更少，和餘量的Fe和不可避免的雜質，其中滿足以下式(1)，[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11(1)其中[REM]代表REM質量％，[Cu]代表Cu質量％。
4.如權利要求2所述的非取向電工鋼板，按質量％計其還包括C0.01％或更少，Si0.1％或更多和7.0％或更少，Al0.005％或更多和3.0％或更少，Mn0.1％或更多和2.0％或更少，S0.0005％或更多和0.005％或更少，Cu0.5％或更少，REM0.0005％或更多和0.03％或更少，和餘量的Fe和不可避免的雜質，其中如果0.0005≤[REM]＜0.003，那麼滿足以下式(1)，以及如果0.003≤[REM]≤0.03，那麼滿足以下式(1)和(2)[REM]×[Cu]3≥7.5×10-11(1)，([REM]-0.003)0.1×[Cu]2≤1.25×10-4(2)，其中[REM]代表REM質量％，[Cu]代表Cu質量％。
全文摘要
一種鐵損優異的非取向電工鋼板，其包括等效體積球半徑為100nm或更小的硫化銅，其中硫化銅的數密度小於1×10
文檔編號C21D8/12GK101023195SQ20058003131
公開日2007年8月22日 申請日期2005年9月9日 優先權日2004年9月22日
發明者大橋渡, 宮崎雅文, 黑崎洋介, 久保田猛 申請人:新日本制鐵株式會社