JP3084571B2 - 加工性の良好な高Si含有鋼板 - Google Patents
加工性の良好な高Si含有鋼板Info
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Description
用されるSi含有鋼板の中でも、鉄損特性や、高周波域
での軟磁気特性に優れ、かつ電気機器に使用した際に、
交流励磁時の騒音を極めて小さくできる加工性の良好な
高Si含有鋼板に関する。
磁性材料としてトランスの鉄心、モーターのコアなどに
使用される。この時電磁鋼板に要求される特性のうち、
最も重要なことは鉄損が低いことである。従来より言わ
れる、エネルギーロスの低減という意味から、あるい
は、電気機器の高効率化、保全のための温度上昇防止と
いう意味からも、交流使用時の低鉄損化は重要課題であ
る。さらに近年、社会の動向に合わせて、磁性材料を用
いた機器の高周波化が進んでおり、鉄損低減に対する社
会的要望が高まっている。
る、結晶粒の方位制御をする、等によってなされる。鉄
損は、直流鉄損と渦電流損に分けて考えることができ
る。うち渦電流損は、交流磁化に伴って変化する磁束密
度が誘起する渦電流の、ジュール熱によるエネルギーロ
スである。渦電流は、磁束密度の経時的変化速度に比例
して大きくなる。従って高周波化すればするほど渦電流
損は大きくなる。渦電流を小さくするには、磁性材料の
電気抵抗を大きくすればよい。鋼板にSiを含有させる
と電気抵抗が大きくなるので、渦電流を低減させること
ができる。そのために従来より電磁鋼板にはSiが含有
されてきた。
くなり、圧延その他、鋼板を製造するプロセスが困難に
なる。プロセス上の困難は、加工温度を上げる(温間圧
延など)事で回避できるが、Siを6.5%程度まで含
有させると、製品の段階においても大変脆くなり、例え
ば巻コアなどに使用する際の曲げ加工なども困難にな
る。
法は、まず転炉、電気炉などで所定の成分に溶成された
後、連続鋳造、あるいはインゴットキャスティング等に
よって鋼塊を製造する。鋼塊は所定の温度に加熱された
後、コイル状に巻取られる。双ロール法等によって薄い
鋳片を製造した場合は、鋳片のまま巻取られることもあ
る。巻取られた熱延板や薄鋳片は、巻ほぐされた後表面
の酸化層を除去され、冷間圧延に供される。冷延板もま
たコイル状に巻き取られ焼鈍に供される。この様に鋼板
製造プロセスの中には圧延、曲げの様な変形、加工工程
が多く含まれる。Siを多く含む鋼は脆いためにこの様
な通常の鉄鋼製造プロセスを通して鋼板を生産すること
が困難であった。
は、鋼板を数100℃程度まで加熱して割れを回避して
きた。しかしながら、圧延時は圧延ロールによって抜熱
されるために、温度確保が非効率的になる。またコイル
巻ほぐしを行う場合もコイル全体を加熱する必要があ
り、生産性の低下、製造コストの上昇をきたす。
材料として良好な磁気特性を持つ高Si含有鋼の加工性
を向上させ、生産性を高める事を目的として本発明はな
された。
の靱性を向上させるために行った一連の実験結果より得
られた知見を基になされた。即ち、本発明の要旨とする
ところは、重量でSi:5.0〜8.0%、C:0.0
005〜0.1%を含み、また元素X(XはTi,Nb
のうち少なくとも1種)を含んでその量が 〔Cwt%〕≦〔Tiwt%〕/5+〔Nbwt%〕/9 で表され、その他不可避的不純物を含み、残部が実質的
にFeよりなることを特徴とする加工性の良好な高Si
含有鋼板にある。
量であるが、高Si含有鋼の特徴である、従来のSi含
有鋼板よりさらに良好な鉄損特性を発現させるための最
低限必要量として5.0wt%以上とした。また、Si量
が8%を超えると、本発明によっても加工が困難である
ばかりでなく、飽和磁束密度の低下に従い、更なる磁気
特性向上が得られないので、8wt%以下とした。
05wt%より少ないとき、Ti,Nbを添加しても靱性
が向上しなかったのでC量下限値とした。0.1wt%よ
り多いと高温でγ相、低温で炭化物が析出し、磁気特性
が劣化するので上限値とした。次にTi,Nb量につい
て説明する。これらの元素の効果を調べるためにSiを
6.5%、Cを0.002%含む鋼にTiを添加してシ
ャルピー衝撃試験を行った。図1に示した成分系の材料
を、高周波真空溶解炉で溶成し、熱間圧延を施して40
mmの厚さにした後1000℃で数分保持した後徐冷し
た。これから板幅方向に長さ55mm、幅10mm、厚さ1
0mmのシャルピー試験片を切り出し、300〜600℃
の間で試験を行った。結果を図1、2に示す。Tiを添
加することによって延性温度域での吸収エネルギーが大
きく増加した。また、脆性破面率も低下する。即ちTi
を添加したことによって靱性を向上させる事ができた。
Nbについても同様の効果が得られた。
して現れており、Tiについては重量でC量の5倍、N
bについては9倍添加すると効果は飽和する。図3、4
に、Si6.5%含む鋼に対して、C,Ti,Nbの添
加量を変えて衝撃試験を行った結果を示す。一般にTi
やNbは鋼中の固溶Cと結合してTiC,NbCの形で
析出するため、鋼中固溶Cを減少させることができる。
今回Tiを添加することによって靱性を向上させること
ができたのは、同様の冶金現象が生じたためであると考
えている。
工性を良好ならしめる方法が知られていた。(J.Ir
on.Steel.Inst.,Feb.1967,1
58)この方法では、Cを多く添加して、熱間圧延時に
γ相を析出させる。α−γ2相域で圧延すると両相界面
で再結晶が生じ易くなり、結晶粒が微細化して靱性を向
上させることができる。しかしこの方法に従うとγ相あ
るいは炭化物相が多く析出して磁気特性を劣化させてし
まう。
Si鋼の靱性を調べた。結果を図3、4に示す。C量が
少ないと衝撃値は大きく、脆性延性遷移温度も低い。特
にC含有量が0.01%を超えると延性温度域での衝撃
値が大幅に劣化する。これは、高Si鋼に対して従来行
われていた温間加工すらも困難になることを意味する。
なお本試験片の金属組織写真を図5に示す。成分、試験
温度が変わっても結晶粒径、析出相等、金属組織上の変
化はみられない。従って今回の知見は、α単相Fe−S
i合金中の、固溶Cの効果であると考えられる。
延したときの、割れの状況を示す。本発明材は比較的低
温においても容易に圧延できるが、比較材は割れが発生
し、靱性が劣ることがわかる。
を行ったときの結果を示す。熱延板は150℃で曲げ試
験を行っているが、冷延板は室温で行った。
れ性状を示す。温間での巻ほぐしは、熱延後コイルが冷
めきらないうちに行った。
上させ、従来よりある鋳造−圧延−コイル巻取りといっ
た通常の製鉄プロセスによったときの生産性向上、ある
いはコスト低減を可能にすることができる。その結果、
例えば軟磁気特性が極めて良好な6.5%Si鋼のよう
に、優れた特性を持ちながら実機生産が困難とされてき
た素材の提供を容易にすることができるのである。
iを添加してシャルピー衝撃試験を行った結果を示すも
ので、衝撃値と試験温度の関係を表す。
iを添加してシャルピー衝撃試験を行った結果を示すも
ので、脆性破面衝率と試験温度の関係を表す。
加量を変えて衝撃試験を行った結果を示す。
加量を変えて衝撃試験を行った結果を示す。
金属組織写真である。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量でSi:5.0〜8.0%、C:
0.0005〜0.1%を含み、また元素X(XはT
i,Nbのうち少なくとも1種)を含んでその量が 〔Cwt%〕≦〔Tiwt%〕/5+〔Nbwt%〕/9 で表され、その他不可避的不純物を含み、残部は実質的
にFeよりなることを特徴とする加工性の良好な高Si
含有鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03139257A JP3084571B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 加工性の良好な高Si含有鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03139257A JP3084571B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 加工性の良好な高Si含有鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04365842A JPH04365842A (ja) | 1992-12-17 |
JP3084571B2 true JP3084571B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=15241087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03139257A Expired - Lifetime JP3084571B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 加工性の良好な高Si含有鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3084571B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP03139257A patent/JP3084571B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04365842A (ja) | 1992-12-17 |
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