第8期 孔为等：脉冲电场对取向硅钢磁性能及织构的影响 ·937· 通过应用合适的实验参数可以更加有效地降低取向 (配合定制100mm×100mm单片磁导计).采用北 硅钢片铁损并提高磁感；并作相应的织构分析，解释 京科技大学材料科学与工程学院的SIEMENS D5O00 了脉冲电场热处理对磁感的影响机理. 型X射线衍射仪，测量实验前后样品(14mm×24mm) 的宏观织构，样品取样位置见图1. 1实验材料及方法 箱式 硅钢片 实验所用取向硅钢片的化学成分（质量分 电阻炉 数，%)为：C0.015,Si3.20,Mn0.075,P0.012,S 0.0015,Al0.010.脉冲电场退火实验的样品尺寸 脉冲电场 为130mm×100mm×0.3mm,实验采用自制EPM- 气 发尘器 C型电脉冲发生器，导线直接连接在样品一侧的两 端，在箱式电阻炉内退火，并采取气氛保护，实验装 置示意图见图1.在不同条件下对12个试样进行了 实验，参数见表1.为了评估脉冲电场影响，另取三 石墨套管 织构测量 取样位置 个试样进行了相同退火工艺但不施加脉冲电场的退 火实验.测量取向硅钢磁感及铁损参数使用的设备 图1实验装置示意图 为钢铁研究总院MATS-2010M硅钢自动测量装置 Fig.1 Sketch map of the test device 表1实验参数及结果 Table 1 Parameters and results of tests 电脉冲处理 铁损P17s0降低 磁感B,增高 序号 频率/Hz 电压/V 退火温度/℃ 时间/min 比例/% 比例/% 1 450 -2.14 -0.16 2 一 一 650 7.83 3.84 800 20.62 9.26 4 3 500 450 -10.52 -0.48 9 500 3 450 -2.85 -0.21 6 9 500 今 650 8.70 5.15 9 500 6 450 -2.78 -0.16 8 9 500 6 650 13.18 6.61 9 9 500 6 800 0.74 -4.48 o 9 800 2 650 4.65 0.63 11 9 1200 3 650 0.00 -5.33 12 15 500 3 450 -5.94 -0.05 13 500 650 1.84 9.60 14 15 500 6 650 1.40 4.01 15 15 500 9 650 8.14 0.82 2实验结果及分析 律.对比实验13、14和15,5和7,6和8，可知当电 脉冲处理时间由3min增加到6min时，Pzso降低比 2.1对铁损的影响 例没有明显的变化规律，然而进一步将处理时间增 对退火实验前后的样品，分别测得其铁损值 加到9min时，Pso降低比例却有明显的增加.对比 Po(1.7T磁感强度下，频率为50Hz时的铁损 实验7、8和9，可知退火温度为650℃时，P70降低 值).为更真实清晰地反映同一样品的铁损变化趋 比例最大，温度过高或过低都降低铁损降低比例 势，计算出其铁损降低比例（负值为增高比例），结 对比实验1、2和3，可知在不施加脉冲电场的情况 果列于表1.通过对比实验6、10和11，可知随着电 下，随着温度的提高，P171so降低比例明显增加 压的增高，P,0降低比例逐渐降低.对比实验4、5 铁损包括磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗，对取 和12，可知当频率为9Hz时，P0降低比例最大，频 向硅钢来讲，主要指的是涡流损耗P.和异常损耗 率过大或过小都会降低铁损降低比例（即增加铁损 P,P是由电阻率（硅含量）和钢片厚度决定的，而 增高比例)：对比实验6和13,8和14也可发现此规 P与磁畴结构有密切关系，即细化的磁畴有利于降第 8 期 孔 为等: 脉冲电场对取向硅钢磁性能及织构的影响 通过应用合适的实验参数可以更加有效地降低取向 硅钢片铁损并提高磁感; 并作相应的织构分析，解释 了脉冲电场热处理对磁感的影响机理． 1 实验材料及方法 实验 所 用 取 向 硅 钢 片 的 化 学 成 分 ( 质 量 分 数，% ) 为: C 0. 015，Si 3. 20，Mn 0. 075，P 0. 012，S 0. 001 5，Al 0. 010． 脉冲电场退火实验的样品尺寸 为 130 mm × 100 mm × 0. 3 mm，实验采用自制 EPM-- C 型电脉冲发生器，导线直接连接在样品一侧的两 端，在箱式电阻炉内退火，并采取气氛保护，实验装 置示意图见图 1． 在不同条件下对 12 个试样进行了 实验，参数见表 1． 为了评估脉冲电场影响，另取三 个试样进行了相同退火工艺但不施加脉冲电场的退 火实验． 测量取向硅钢磁感及铁损参数使用的设备 为钢铁研究总院 MATS--2010M 硅钢自动测量装置 ( 配合定制 100 mm × 100 mm 单片磁导计) ． 采用北 京科技大学材料科学与工程学院的 SIEMENS D5000 型 X 射线衍射仪，测量实验前后样品( 14 mm ×24 mm) 的宏观织构，样品取样位置见图 1． 图 1 实验装置示意图 Fig． 1 Sketch map of the test device 表 1 实验参数及结果 Table 1 Parameters and results of tests 序号 频率/Hz 电压/V 电脉冲处理 时间/min 退火温度/℃ 铁损 P17 /50降低 比例/% 磁感 B8增高 比例/% 1 — — — 450 － 2. 14 － 0. 16 2 — — — 650 7. 83 3. 84 3 — — — 800 20. 62 9. 26 4 3 500 3 450 － 10. 52 － 0. 48 5 9 500 3 450 － 2. 85 － 0. 21 6 9 500 3 650 8. 70 5. 15 7 9 500 6 450 － 2. 78 － 0. 16 8 9 500 6 650 13. 18 6. 61 9 9 500 6 800 0. 74 － 4. 48 10 9 800 3 650 4. 65 0. 63 11 9 1 200 3 650 0. 00 － 5. 33 12 15 500 3 450 － 5. 94 － 0. 05 13 15 500 3 650 1. 84 9. 60 14 15 500 6 650 1. 40 4. 01 15 15 500 9 650 8. 14 0. 82 2 实验结果及分析 2. 1 对铁损的影响 对退火实验前后的样品，分别测得其铁损值 P17 /50 ( 1. 7 T 磁感强度下，频率为 50 Hz 时的铁损 值) ． 为更真实清晰地反映同一样品的铁损变化趋 势，计算出其铁损降低比例( 负值为增高比例) ，结 果列于表 1． 通过对比实验 6、10 和 11，可知随着电 压的增高，P17 /50 降低比例逐渐降低． 对比实验 4、5 和 12，可知当频率为 9 Hz 时，P17 /50降低比例最大，频 率过大或过小都会降低铁损降低比例( 即增加铁损 增高比例) ; 对比实验 6 和 13，8 和 14 也可发现此规 律． 对比实验 13、14 和 15，5 和 7，6 和 8，可知当电 脉冲处理时间由 3 min 增加到 6 min 时，P17 /50降低比 例没有明显的变化规律，然而进一步将处理时间增 加到 9 min 时，P17 /50降低比例却有明显的增加． 对比 实验 7、8 和 9，可知退火温度为 650 ℃ 时，P17 /50降低 比例最大，温度过高或过低都降低铁损降低比例． 对比实验 1、2 和 3，可知在不施加脉冲电场的情况 下，随着温度的提高，P17 /50降低比例明显增加． 铁损包括磁滞损耗、涡流损耗和异常损耗，对取 向硅钢来讲，主要指的是涡流损耗 Pe 和异常损耗 Pa，Pe是由电阻率( 硅含量) 和钢片厚度决定的，而 Pa与磁畴结构有密切关系，即细化的磁畴有利于降 ·937·