本发明属于金属材料热处理
技术领域：
：，涉及一种提高复合制备高硅钢薄板室温塑性的热处理方法，主要适用于处理6.5％高硅钢复合板。
背景技术：
：：高硅钢一般指硅含量大于3.5％(质量百分比，下同)的电工钢，是磁能和电能之间发生转换的中介材料。随着硅含量的增加，高硅钢优异的软磁性能更加明显，比如铁损降低、磁致伸缩系数减小、电阻率和磁导率升高等，非常适合制造高速高频电机、变压器和高频下的磁屏蔽设备等，是电力、电子和军事工业不可缺少的软磁合金材料。6.5％高硅钢具有高磁导率、高电阻率、低矫顽力、低铁损和磁致伸缩系数接近于零等优异的软磁特性；是用来制备高性能的电动机、变压器和发电机等设备铁芯的关键软磁材料。用6.5％高硅钢制作上述设备的核心部件，可以显著降低器件对环境的噪声污染和能源损耗，有利于设备自身的轻量化和小型化[phwaytp,mosesaj.magnetostrictiontrendofnon-oriented6.5％si-fe.journalofmagnetismandmagneticmaterials,2008,320(20):e611-e613]。然而，6.5％高硅钢在室温下脆性显著、塑性极差，难以采用常规的塑性制备方法加工出满足高性能铁芯所需的薄板(或薄带)。热处理工艺主要通过控制金属材料的组织形貌、元素分布、内部结构和相组成分等方面，使金属材料在不改变整体合金成分和外观形状的前提下，获得不同的使用性能；它是材料制备加工过程中的一个重要环节。高硅钢有序程度的大小与其室温脆性有着直接的联系，即有序度越高，高硅钢的脆性越显著。在6.5％高硅钢合金中，主要包括以下三种微观结构：无序的bcc结构、有序的b2结构和有序度较高的d03结构[林均品等.6.5wt％si高硅钢冷轧薄板制备工艺、结构和性能.前沿科学，2007,2(2):13-26]。相关研究表明，硅铁合金的热轧坯料含硅量在5.0-6.0％(质量百分数)时，在850℃下保温60min后经过冰盐水(或者油介质)淬火处理后，其塑性明显得到提高，可以实现多道次的冷轧；但对于含硅量大于6.0％的热轧坯料，经过相同的热处理过程后，出现大量的裂纹而不能进一步冷轧[shinj,leezh,etal.theeffectofcastingmethodandheattreatingconditiononcoldworkabilityofhigh-sielectricalsteel.scriptamaterialia,2001,45(6):725-731]。6.5％高硅钢中有序-无序结构的转变对该合金的相关性能影响很大。1mm厚的热轧态6.5％高硅钢板在850℃下保温150min，经过盐水淬火处理后，该合金的有序度降低，使其脆性有了一定程度的改善，塑性明显得到提高[梁永峰,等.热处理对fe-6.5wt％si合金冷轧薄板组织及磁性能的影响.材料热处理学报,2009,30(2):85-88]。在不同的热处理工艺下，高硅钢中的有序-无序结构之间将发生转变。在bcc结构到b2结构转变过程中，发现对于硅含量小于5.87％的高硅钢，通过一定的热处理工艺可以抑制b2结构的出现，但对于6.5％高硅钢，则难以抑制b2结构的出现，这也是6.5％高硅钢比5.87％高硅钢塑性差的直接原因[yujh,shinjs,baejs,etal.theeffectofheattreatmentsandsicontentsonb2orderingreactioninhigh-siliconsteels.materialsscienceandengineeringa,2001,307(1):29-34]。通过适当的热处理工艺可以抑制高硅钢中的有序转变，进而改善其塑性；但对于6.5％高硅钢而言，高温淬火热处理无法抑制b2有序结构的出现；因而通过采取抑制有序结构出现的热处理方式，已很难提高6.5％高硅钢的塑性。若对6.5％高硅钢进行一定的热处理工序，如果热处理工艺参数选择不恰当，会发生b2结构向有序度更高的d03结构转变，将进一步降低其塑性。有研究表明，经过淬火处理后的残余b2有序结构，在后续热处理或热加工过程中会发生向d03有序结构的转变，其转变程度与硅含量、加热温度和保温时间关系密切；在6.5％高硅钢中，上述两种有序结构转变的温度是585℃[matsumuras,tanakay,kogay,etal.concurrentorderingandphaseseparationinthevicinityofthemetastablecriticalpointoforder-disordertransitioninfe-sialloys.materialsscienceandengineeringa,2001,312(1):284-292]。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种提高6.5％高硅钢复合板室温塑性的热处理方法。综合考虑6.5％高硅钢复合板在热处理过程中各种变化因素对其室温塑性的影响，如发生转变的有序相、未消除的残余应力、晶界处的析出相等；提出一种利用6.5％高硅钢复合板在温轧后均匀化处理过程中的余热保温、冷却和低温回火等环节的热处理方法，可以显著提高6.5％高硅钢薄板的室温塑性。一种提高复合制备高硅钢薄板室温塑性的热处理方法，该方法工艺流程图，如图1所示，主要包括以下三个步骤：(1)余热保温：扩散退火后，保证余热温度场不低于950℃，并保温30-120min；(2)冷却处理：采用介质冷却(如水或油)至室温，冷速为100-200℃/s；(3)低温回火处理：再次加热到150-250℃保温20-50min，空冷至室温；本发明的优点：本发明针对6.5％高硅钢复合板，利用扩散退火过程的温度场余热进行保温，减少了重新加热的过程，简化流程、节约能源。通过对保温温度、时间和冷却速率的控制，可以抑制有序相的转变、降低有序度、减少析出相数量、阻止晶粒过分长大等，从而改善6.5％高硅钢复合板的室温塑性。选择合理的回火温度和保温时间可以降低钢板表面的氧化程度和消除残余应力，此加热和冷却过程简单、易于操作，无需稀有气体保护，在进一步提高6.5％高硅钢复合板室温塑性的同时，简化了流程、降低了成本、提高了生产效率，具有广泛的应用前景。附图说明：图1本发明的热处理工艺示意图。图2实施例1中，扩散退火后空冷的显微组织形貌。图3实施例1中，扩散退火后经过热处理的显微组织形貌。图4实施例2中，扩散退火后随炉冷却的显微组织形貌。图5实施例2中，扩散退火后经过热处理的显微组织形貌。具体实施方式实施例1对温轧后厚度为0.5mm的覆层(含硅3％的普通硅钢)+芯层(含硅10％的硅铁合金)的高硅钢复合板进行扩散退火，扩散均匀后，降温至980℃，保温30min；采用冷水进行冷却，然后在加热炉中加热至250℃，保温55min；通过金相组织观察，与未经过热处理过程的式样相比，热处理后的试样有序相减少、晶粒度升高(如图2、图3所示)，室温塑性明显得到改善。实施例2对温轧后厚度为0.42mm的覆层(含硅3％的普通硅钢)+芯层(含硅11％的硅铁合金)的高硅钢复合板进行扩散退火，扩散均匀后，降温至950℃，保温30min；采用冷水进行冷却，然后在加热炉中加热至250℃，保温45min；通过金相组织观察，与未经过热处理过程的式样相比，热处理后的试样有序相减少、晶粒度升高(如图4、图5所示)，室温塑性明显得到改善。当前第1页12当前第1页12