用無(wú)取向電工鋼是含碳很低的硅鐵軟磁合金，是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年全世界電工鋼的總產(chǎn)量為671.4萬(wàn)噸，到2005年已經(jīng)超過(guò)了800萬(wàn)噸。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的消費(fèi)量已遠(yuǎn)超過(guò)300萬(wàn)噸。其中，無(wú)取向硅鋼是在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中工作的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵芯材料，要求良好的磁性能和工藝性能。近年來(lái)，隨著電機(jī)高速化和小型化的發(fā)展，對(duì)無(wú)取向硅鋼的性能要求提出了更高的要求，如在高頻下具有低鐵損和高磁感強(qiáng)度等。作用

由于電工鋼制造工藝和設(shè)備復(fù)雜，成分控制嚴(yán)格，因此，企業(yè)都視電工鋼的制造技術(shù)為生命，以專利形式加以保護(hù)。電工鋼的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家鋼鐵科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

一般而言，電機(jī)用電量約占總發(fā)電量的65%一70%，若能降低電機(jī)的損耗10%，以2006年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)，則全國(guó)范圍的電機(jī)可節(jié)電200億kW·h/a以上，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤770萬(wàn)噸、減排二氧化硫12萬(wàn)噸以上、減排二氧化氮7萬(wàn)噸以上、減排二氧化碳2千萬(wàn)噸以上。因此，提高無(wú)取向電工鋼的性能，對(duì)于節(jié)能和減排具有重要意義。



提高無(wú)取向電工鋼的性能的主要技術(shù)關(guān)鍵就是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鋼質(zhì)成分的嚴(yán)格控制，因?yàn)槲⒘吭�素�?duì)無(wú)取向硅鋼磁性能的影響極大。

對(duì)其磁性能不利的有害元素主要有:(1)碳:會(huì)惡化鐵損，產(chǎn)生時(shí)效，形成細(xì)微碳化物。(2)氮硫氧:會(huì)生成MnS等硫化物、AlN和TiN等氮化物以及各種氧化物等細(xì)微粒子析出，阻止疇壁移動(dòng)。(3)鈦:生成TiC、TiN細(xì)微粒子析出，提高再結(jié)晶溫度，延緩再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大，促使不利取向[111]發(fā)展。(4)釩鋯鈮:生成VC、VN、ZrC、ZrN、NbC、NbN細(xì)微粒子析出，阻礙再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。(5)砷:促進(jìn)MnS等硫化物的析出。(6)銅:生成CuS粒子，阻礙磁疇壁移動(dòng)及晶粒長(zhǎng)大。(7)鉬:生成相關(guān)的氧化物、硫化物、氮化物粒子，影響性能。


根據(jù)近的研究，電工鋼鋼質(zhì)的潔凈要求為:

常規(guī)有害雜質(zhì):C≤20×10-6，S≤20×10-6，N≤20×10-6，O≤15×10-6;

磁性有害元素:Ti≤15×10-6,V≤30×10-6,Zr≤30×10-6,Nb≤30×10-6,As≤30×10-6,Cu≤5×10-4。

對(duì)無(wú)取向硅鋼磁性能有有利作用或雙重影響的元素有:(1)鋁:鋁的作用與硅相似，鋁可以增加電阻、縮小奧氏體相區(qū)、促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，因而有一定的有利作用。但是鋁的作用要受硅鋼中氮含量的影響，鋁跟氮易形成AlN析出相，使硅鋼片的磁性能下降。當(dāng)析出的AlN顆粒尺寸小于0.5μm時(shí)，它們釘扎晶界，阻礙晶粒長(zhǎng)大，因而增加鐵損。但當(dāng)析出的AlN顆粒尺寸大于1μm時(shí)，它們對(duì)晶界的釘扎作用很輕，因此對(duì)樣品磁性能影響很小。(2)磷:磷可以改善鐵硅合金的磁性能。磷在晶界處能形成磷化鐵，可以改善硅鋼的沖片性。磷在晶界處的偏聚能阻礙不利的{111}取向的再結(jié)晶晶粒的形核及長(zhǎng)大，提高磁感應(yīng)強(qiáng)度。同時(shí)，磷會(huì)增加硅鋼的電阻而降低鐵損。(3)錳:錳能夠增加硅鋼的電阻，降低鐵損。但錳的作用與硫含量有很大關(guān)系。當(dāng)熱軋加熱溫度在MnS固溶溫度以下時(shí)，可以使生成的MnS粗化;若超過(guò)MnS固溶溫度則MnS就會(huì)固溶，并在隨后的冷卻過(guò)程中彌散析出，進(jìn)而降低磁性能。(4)錫:一定限制下的微量錫會(huì)促進(jìn)有利織構(gòu)的生成，提高磁感、降低鐵損。