Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia blachy o jednokierunkowo zorientowanych ziarnach ze stali krzemowej o wysokiej indukcji magnetycznej.Znane sa sposoby poprawienia wlasnosci magne¬ tycznych blachy poprzez zmniejszenie strat mocy, jak równiez przez zmniejszenie natezenia pola magnetycznego potrzebnego do wytwarzania zada¬ nej indukcji.Z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 636 579, 3 764 406 i belgijskiego opisu patentowego nr 797 781 wiadomo, ze poprawienie wlasnosci magnetycznych blachy uzyskuje sie w procesie wtórnej reakrystalizacji, polegajacym na perforowanym kierunkowym rozroscie ziaren o krystalicznej orientacji definiowanej wskaznikami Millera (110) (001). W czasie gdy stal jest jedno¬ krotnie albo wielokrotnie walcowana na zimno, obróbka cieplna obejmuje wyzarzanie posrednie, oraz koncowe wysokotemperaturowe wyzarzanie.Wystepowanie zjawiska zwiekszenia indukcji magnetycznej zalezne jest od obecnosci domieszek takich jak MnS, A1N i VN zdolnych do wytwa¬ rzania fazy rozproszonych ziaren o odpowiednich rozmiarach, wewnatrz metalowej osnowy. Sub¬ stancje te swoja obecnoscia oddzialywuja podczas koncowego wyzarzania stali uprzednio walcowanej, maja wplyw na koncowa grubosc oraz powo¬ duja selektywny wzrost ziarna w procesie krysta- 10 15 10 30 2 lizacji o orientacji definiowanej wskaznikami Millera (110) (001).Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania blachy o jednokierunkowo zoriento¬ wanych ziarnach, ze stali krzemowej o wysokiej indukcji magnetycznej zawierajacej aluminium.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze stal krzemowa o skladzie wagowo 2,6 do 3,5% Si, 0,01 do 0,045% Al, do 0,06% C i do 0,15% Mn oraz korzystnie rozpuszczalnego w kwasie aluminium w ilosci 0,02% do 0,05%, walcuje sie na goraco w zakresie temperatur od 1370°C do 1430°C, wyzarza sie w zakresie temperatur od 1120°C do 1170°C w czasie od 10 do 60 sekund, wolno chlodzi sie w zakresie temperatur od 750°C do 850°C, a nas¬ tepnie szybko chlodzi w wodzie z zakresu tempe¬ ratur od 750°C do 850°C, walcuje sie na zimno ze zgniotem 80% do 90%, wyzarza sie odweglajac w temperaturze od 780°C do 870°C przez 2 minuty, oraz poddaje sie koncowemu wyzarzaniu w tem¬ peraturze 1200°C w atmosferze zawierajacej mie¬ szanine azotu i wodoru i wodoru z para wodna.Wariant sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze stal krzemowa o skladzie wagowym 2,6% do 3,5% Si, 0,01% do 0,045% Al, do 0,6% C i do 0,15% Mn oraz korzystnie rozpuszczalnego w kwa¬ sie aluminium w ilosci 0,02% do 0,05%, walcuje sie na goraco w zakresie temperatur od 1370°C do 1430°C, wyzarza sie w zakresie temperatur od 1120°C do 1170°C w czasie od 10 do 60 sekund, 115 8383 115 833 4 wolno chlodzi sie do zakresu temperatur od 7jO°J do 850°C, szybko chlodzi sie w wodzie z zakresu temepratur od 750°C do 850°C, walcuja sie na zimno ze zgniotem 30%, wyzarza sie w zakresie temperatur od 850°C do 900°C przez 2 do 8 minut, szybko chlodzi sie w wodzie z temperatury od 850°C dc 900°C, poddaje sie koncowemu walcowaniu na zimno ze zgniotem od 80% do 90%, wyzarza sie odweglajac w temperaturze od 780°C do 870°C w atmosferze zawierajacej wilgotny wodór oraz poddaje sie zarzeniu koncowemu w temperaturze 1200°Cw atmosferze zawierajacej mieszanine azotu i wodoru.Walcowanie na zimno moze byc wykonane jedno albo dwustopniowo. W obu przypadkach uzyskuje sie pewien stapien niejednorodnosci. W obu warian¬ tach, kazdy stopien walcowania na zimno jest poprzedzony wyzarzaniem i szybkim chlodzeniem materialu. Temperatura i czas obróbki dla powyzej przedstawionych etapów, dla stali o skladzie .wa¬ gowym 2,6% do 3,5% Si, 0,01% do 0,05% Al sa nastepujace: Ponowne nagrzewanie plyty do tem¬ peratury pomiedzy 1370°C i 1430°C, przed walco¬ waniem na goraco. Wyzarzanie w zakresie tempe¬ ratur od 1050°C do 1170°C, korzystnie od tempe¬ ratury 1120°C do 1170°C z wygrzewaniem w czasie 10 do 60 sekund i powolne chlodzenie do zakresu temperatur od 700°C do 900°C, korzystnie 750°C do 850°C. Szybkie chlodzenie z temperatury 700°C do 900°C, korzystnie 750°C do 850°C. Walcowanie na zimno ze zgniotem od 80% do 90%. Rekrystali¬ zacja i wyzarzanie odweglajace w temperaturze 780°C do 870°C przez dwie do osmiu minut. Pod¬ grzewanie do temperatury 1200°C i wyzarzanie, obie operacje zasadniczo w atmosferze skladajacej sie objetosciowo z 10% do 50% wodoru i 50% do 90% azotu.Wzrost magnetycznych wlasnosci blachy o jed¬ nokierunkowo zorientowanych ziarnach ze stali krzemowej, tak potraktowanej i poddanej obróbce, tlumaczy sie powstawaniem wewnatrz stali, w wy¬ niku obróbki co najmniej jednej fazy innej niz azotek aluminium, która zwieksza dzialanie azotku aluminium.Potwierdzeniem tego faktu jest przeprowadzone doswiadczenie, w którym próbke ze stali krzemo¬ wej walcuje sie na goraco i wyzarza w tempera¬ turze 1150°C i chlodzi w powietrzu od temperatury 800°C. Próbke te dzieli sie na dwie czesci, z któ¬ rych jedna po walcowaniu na zimno ze zgniotem 85% poddaje sie koncowej obróbce odweglania oraz wyzarzania, zas srednia wartosc ' indukcji magnetycznej wynosi Bio=l,72 T. Druga czesc próbki wyzarza sie przez szesc minut w tempera¬ turze 900?C, w której nie zmienia sie wartosci ani rozklad uprzednio wydzielonego azotku aluminium, nastepnie próbke szybko chlodzi sie w wodzie ód temperatury 900°C. Pózniejsze walcowanie na zimno, odweglanie, wytwarzanie i obróbka odby¬ wala sie tak, jak z pierwsza czescia próbki. Sred¬ nia wartosc magnetyczna indukcji dla drugiej próbki wynosi Bio=l,95 T.Dokladne zbadanie zastosowanej obróbki stali wyjasnia, ze zjawisko odpowiedniego wzrostu mag¬ netycznej indukcji zalezne jest od budowy mar- tenzytu w ferrytycznej osnowie. Obecnosc marten- zytu moze byc latwo stwierdzona za pomoca mikroskopu metalograficznego, oraz zmniejszona mikrotwardosc i makrotwardosc w róznych miej- 5 scach stali.Zgodnie z wynalazkiem uzyskuje sie blache ze stali krzemowej, której wlasciwa obróbka pozwoli na otrzymanie okreslonej ilosci martenzytu.Sposób obejmuje dwa etapy walcowania na 10 zimno i polega na tym, ze walcuje sie na zimno pólprodukt ze zgniotem 20% do 50%, korzystnie do 30%, wyzarza sie posrednio w zakresie ternie- ratur od 700°C do 900°C, korzystnie w tempera¬ turze 850°C do 900°C z wygrzewaniem w ciagu 15 1 do 10 minut, korzystnie przez 2 do 8 minut, ja'c równiez szybko chlodzi sie z zakresu temperatur od 700°C do 900°C, korzystnie od temperatury 850°C do 900°C, przy czym koncowe walcowani na zimno prowadzi sie zgniotem od 80% do 90%. 20 Dokladne przestrzeganie w sposobie obróbki kolejnosci temperatur i czasu w zakresach opisa¬ nych w obu powyzszych wariantach ma wplyw na otrzymanie bardziej korzystnej budowy (wielkosc i dyspersja) martenzytu, a otrzymana blacha ma 25 duza wartosc indukcji magnetycznej.Dla porównania w znanym sposobie obróbki stali krzemowej, uzyskano srednia wartosc indukcji magnetycznej Bi0=l,85 T, natomiast stal o skladzie wagowym C — 0,5%, Si — 2,8%, Mn — 0,1%, ^ Al — 0,05%, N2 — 0,058%, pozostalosc do 100% Fe, walcuje sie na goraco na pasma o grubosci 3,1 mm i wyzarza sie w temperaturze 1160°C w ciagu 40 sekund, wolno chlodzi sie do temperatury 950°C i szybko chlodzi sie w wodzie od temperatury M 950°C, nastepnie walcuje sie na zimno ze zgniotem 30% i wyzarza sie w temperaturze 950°C w ciagu trzech minut, szybko chlodzi sie w wodzie od tem¬ peratury 950°C, a na koniec walcuje sie na zimno ze stopniowa redukcja grubosci do 85%, wyzarza ^ sie w temperaturze 600°C przez 2 minuty w redu¬ kujacej atmosferze zawierajacej wilgotny H2, oraz dostatecznie wyzarza sie przez 35 godzin w atmos¬ ferze zawierajacej 80% N2 i 20% Hj.Przedmiot wynalazku wyjasniaja ponizsze przy¬ j- klady.Przyklad I. Stal o nastepujacym procento¬ wym skladzie wagowym: C — 0,05, Si — 2,7, Mn — 0,1, Al — 0,05, N2 — 0,008, V, Ti — — 0,005 max, a Fe stanowi pozostalosc, walcuje sie M na goraco na pasmo o grubosci 2,3 mm, wyzarza sie w temperaturze 1160°C w ciagu 30 sekund, szybko chlodzi sie w wodzie od temperatury 800°C i prze¬ trzymuje sie w tej temperaturze w ciagu 10 se¬ kund, nastepnie walcuje sie na zimno ze zgniotem u 87%, wyzarza sie i odwegla w H2 w temperaturze 800°C w ciagu 2 minut, a koncowe wyzarzanie od¬ bywa sie w atmosferze zawierajacej objetosciowo 80% N2 i 20% H2 z szybkoscia nagrzewania 33°C/h.Blacha w taki sposób otrzymana odznacza sie M indukcja magnetyczna o wartosci równej Bio=l,92 T, z rozproszeniem +0,03 T.Przyklad II. Stal o procentowym skladzie wagowym: C —0,05, Si — 2,6, Mn — 0,1, Al — 0,05, N2 — 0,003 a Fe stanowi pozostalosc, walcuje sie m na goraco na pasma o grubosci 3,1 mm, wyzarza5 115 838 6 sie w temperaturze 1150°C w ciagu 15 sekund, wolno chlodzi sie do temperatury 800°C, szybko chlodzi sie w wodzie do temperatury 800°C, wal¬ cuje sie na zimno ze zgniotem 30%, wyzarza sie w temperaturze 850°C w ciagu 6 minut, szybko chlodzi sie w wodzie od temperatury 850°C, i do¬ konuje sie koncowego walcowania na zimno ze zgniotem 87%, nastepnie wyzarza sie w tempera¬ turze 8C0°C w redukujacej atmosferze zawierajacej wilgotny H2 w ciagu 2 minut i ostatecznie wyzarza si« w atmosferze skladajacej sie objetosciowo z 80% N2 i 20% H2 z szybkoscia nagrzewania ó3°C/h.Uzyskana w taki sposób blacha charakteryzuje sie indukcja magnetyczna o wartosci równej Bjo=.,35J T, z rozproszeniem +0,03 T.Przyklad III. Stal o skladzie takim samym jik w przykladzie II walcuje sie na goraco na prr.ma o grubosci 3,15 mm, wyzarza sie w tempe¬ raturze 1150°C w ciagu 30 sekund, chlodzi sie w wodzie od temperatury 850°C i przetrzymuje w tej temperaturze w ciagu 10 sekund, walcuje sie na zimno ze srednim zgniotem 30%, wyzarza sie w temperaturze 900°C w ciagu 6 minut, szybko ci .lodzi w wodzie od temperatury 900°C, dokonuje koncowego walcowania na zimno ze zgniotem 87% i w/zarza sie oraz odwegla w H2 w temperaturze 800°C w ciagu 3 minut, zas na koncu wyzarza sie w temperaturze 1200°C w atmosferze skladajacej sie objetosciowo z 80% N2 i 20% H2 z szybkoscia nagrzewania 33°C/h.W ten sposób uzyskana blacha charakteryzuje sie indukcja magnetyczna o. wartosci równej Bio= = 1,93 T.Przyklad IV. Stal o procentowym skladzie wagowym: C — 0,04, Si — 2,9, Mn — 0,08, Al — 0,04, N2 — 0,0075 i Fe stanowiacym pozos¬ talosc walcuje sie na goraco na pasma o grubosci 3,1 mm, wyzarza sie w temperaturze 1140°C w ciagu 10 sekund, wolno chlodzi sie do temperatury 850°C, nastepnie szybko chlodzi sie w wodzie od temperatury 850°C i walcuje sie na zimno ze zgniotem 87%, wyzarza sie i odwegla w wilgotnym H2 przez 2 minuty, zas koncowe wyzarzanie od¬ bywa sie w temperaturze 1200°C w atmosferze skladajacej sie objetosciowo z 80% N2 i 20% H2 z szybkoscia nagrzewania 33°C/h.W ten sposób otrzymana blacha charakteryzuje sie indukcja magnetyczna o wartosci równej Bio = 1,927 T, z rozproszeniem +0,03 T.Przedstawione w sposobie wedlug wynalazku procesy maja wplyw na budowe blachy, a szcze¬ gólnie na zawartosc martenzytu o mikrotwardosci co najmniej 600 HV, który stanowi okolo 5% do 30% objetosci blachy, natomiast przecietna makro- twardosc blachy wynosi co najmniej 230 HV, pod¬ czas gdy porównywalne blachy stalowe uzyskiwaly po znanych obróbkach przecietna makrotwardosc zblizona do 200 HV. Spowodowane to bylo nie¬ wielka zawartoscia martenzytu. 9 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania blachy o jednokierun¬ kowo zorientowanych ziarnach ze stali krzemowej 10 o wysokiej indukcji magnetycznej polegajacy na tym, ze tasme ze stali krzemowej o skladzie wago¬ wym 2,6% do 3,5% Si, 0,01% do 0,045% Al, do 0,6% C i do 0,15% Mn oraz korzystnie rozpuszczal¬ nego w kwasie aluminium w ilosci 0,02% do 0,05% u wyzarza sie w wysokiej temperaturze, hartuje sie i nastepnie walcuje sie na zimno, znamienny tym, ze stal krzemowa walcuje sie na goraco w zakresie temperatur od 1370°C do 1430°C, wyzarza sie w za¬ kresie temperatur od 1120°C do 1170°C w czasie od tt 10 do 60 sekund, wolno chlodzi sie do zakresu tem¬ peratur od 750°C do 850°C, szybko chlodzi sie w wodzie z zakresu temperatur od 750°C do 850°C, walcuje sie na zimno ze zgniotem 80% do 90%, wyzarza sie odweglajac przez 2 minuty oraz pod- 29 daje sie koncowemu wyzarzaniu w temperaturze 1200°C w atmosferze zawierajacej mieszanine a2otu i wodoru. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyzarza sie odweglajac w temperaturze od 780°C 50 do 870°C. 3. Sposób wytwarzania blachy o jednokierun¬ kowo zorientowanych ziarnach ze stali krzemowej o wysokiej indukcji magnetycznej polegajacy na tym, ze tasme ze stali krzemowej o skladzie wago- „ wym 2,6% do 3,5% Si, 0,01% do 0,045% Al, do 0,6% C i do 0,15% Mn oraz korzystnie rozpuszczal¬ nego w kwasie aluminium w ilosci 0,02% do 0,05%, wyzarza sie w wysokiej temperaturze, hartuje sie i nastepnie walcuje sie na zimno, znamienny tym, ^ ze stal krzemowa walcuje sie na goraco w zakresie temperatur od 1370°C do 1430°C, wyzarza sie w zakresie temperatur od 1120°C do 1170°C w czasie od 10 do 60 sekund, wolno chlodzi sie do zakresu temperatur od 750°C do 850°C, szybko chlodzi sie w wodzie z zakresu temperatur od 750°C do 850°C, walcuje sie na zimno ze zgniotem 30%, wyzarza sie w zakresie temperatur od 850°C do 900°C przez 2 do 8 minut, szybko chlodzi sie w wodzie z tem¬ peratury od 850°C do 900°C, poddaje sie koncowe- mu walcowaniu na zimno ze zgniotem od 80% do 90%, wyzarza sie odweglajac w atmosferze zawie¬ rajacej wilgotny wodór oraz poddaje sie wyza¬ rzaniu koncowemu w temperaturze 1200°C w atmosferze zawierajacej mieszanine azotu i wo¬ li doru* 4 Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyzarza sie odweglajac w temperaturze od 780°C do 870°C PL