一种取向硅钢残余应力的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种取向硅钢残余应力的测定方法。本发明专利技术所述测定方法包括如下步骤：首先将取向硅钢进行冷轧后，退火处理，并保温；取退火处理前及退火处理后不同保温时间的取向硅钢分别进行表面处理，使得取向硅钢的表面粗糙度≤0.4μm；测定取向硅钢退火处理前的硬度，定义为未去除残余应力阶段的组织硬度，此时的残余应力含量定义为100％；同时测定不同保温时间的取向硅钢的硬度，直至硬度达到稳定区域，将稳定区域的残余应力含量定义为0％；建立取向硅钢硬度与残余应力含量的关系式，通过测定硬度即可得到取向硅钢不同退火保温时间的残余应力含量，从而可以实现对取向硅钢残余应力的实时测定。应力的实时测定。应力的实时测定。

【技术实现步骤摘要】
一种取向硅钢残余应力的测定方法


[0001]本专利技术涉及取向硅钢应力测定
，尤其涉及一种取向硅钢残余应力的测定方法。

技术介绍

[0002]传统取向硅钢CGO(普通取向硅钢)工艺中，一次冷轧后组织内部存在大量残余应力，在随后的中间退火过程中通过组织的再结晶长大使残余应力分解掉，随后进行二次冷轧。如果中间退火温度太低或时间太短，则不能充分将残余应力分解掉，组织变形抗力较大，二次冷轧很难将硅钢轧至目标厚度，甚至可能造成材料出现裂纹及断裂的后果。如果中间退火温度太高或时间太长，虽能完全去除残余应力，但是工业成本提高，经济效益低。故需要对一种方便快捷、成本低廉的残余应力含量测量方法，来确定最佳、最经济的退火工艺。目前常见硅钢残余应力的测量方法有两种类型：机械法和无损检测法。
[0003]机械法中最为常见的是钻孔法(也称盲孔法，GB/T 3395
‑
2013)，通过在硅钢薄板上钻一小孔，使孔临近区域部分应力释放而产生相应的位移和应变，采用黏贴应变片等方式测量位移和应变，最后通过换算得到钻孔处深度方向上的平均残余应力。其缺点为对硅钢的尺寸有一定要求，需要在硅钢表面钻孔，使构件产生破坏，钻孔过程中常引起材料的损伤和屈服，影响测量效果；且盲孔法测量的仅仅是表面残余应力，无法测量材料内部的残余应力。
[0004]无损测量法分为X射线法(GB/T 7704
‑
2017)、中子衍射法(GB/T 26140
‑
2010)和超声法(GB/T 32073
‑<br/>2015)等，主要是通过物理光学和核物理技术来测量材料内部的物理常量(如晶格常数)在应力场中的变化，间接算出残余应力值的方法。X射线法是目前应用最广泛的一种无损残余应力测试方法。基本原理是当硅钢冷轧变形后组织内部存在残余应力时，不同晶粒的晶面间距随应力的大小发生规律变化，通过这种变化测量出相应的应变。缺点是仅适用于能够给出较清晰敏锐的衍射线条的某些材料，并由于X射线的投射能力较小，只能探明物体接近表面部分的情况不能测试硅钢内部；且原理复杂，数据处理繁琐，操作难度较大。
[0005]由此可见，机械法和无损测量法运用上都有很大的局限性，在实际操作上有一定的难度，并且机理复杂、操作繁琐，并且无法实现对取向硅钢不同层中残余应力的测定。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种取向硅钢残余应力的测定方法。本专利技术利用退火组织再结晶消除内应力和加工硬化的原理，通过组织硬度变化，推定残余应力含量。具有原理简单、操作便捷和应用广的优点，同时结合研磨和显微组织图可以实现不同层厚度的测定。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种取向硅钢残余应力的测定方法，所述测定方法是通过测定取向硅钢在不同退
火保温时间的硬度，根据硬度变化得到残余应力含量。
[0009]进一步地，所述根据硬度变化得到残余应力含量的具体方法是，将退火前的硅钢组织硬度定义为未去除残余应力阶段的组织硬度，其残余应力含量定义为100％；测定不同退火保温时间的硬度，当硬度达到稳定区域，则将该阶段定义为残余应力完全消除阶段，此时的残余应力含量为0％，建立残余应力含量与硬度的关系，即可通过不同保温时间的硅钢硬度测定该保温时间硅钢的残余应力含量。
[0010]进一步地，所述硬度达到稳定区域是指随退火时间延长，硬度趋于稳定，近似于水平直线，任意三个及以上相邻硬度值波动幅度在1HV之内，认定为完全去应力状态，将该三个及以上硬度值的平均值定义为稳定区域的硬度值。
[0011]一种取向硅钢不同层残余应力的测定方法，所述测定方法包括如下步骤：
[0012]S1：将取向硅钢进行冷轧后，退火处理，并保温；
[0013]S2：取退火处理前及退火处理后不同保温时间的取向硅钢分别进行表面处理，使得取向硅钢的表面粗糙度≤0.4μm；
[0014]S3：测定取向硅钢冷轧后即退火处理前的硅钢硬度，将其定义为未去除残余应力阶段的组织硬度，此时的残余应力含量定义为100％；
[0015]S4：测定步骤S2处理的不同保温时间的取向硅钢的硬度，直至硬度达到稳定区域，将稳定区域的残余应力含量定义为0％；
[0016]S5：建立取向硅钢硬度与残余应力含量的关系式，如下式所示，
[0017][0018]式中：RS为保温时间t时刻的残余应力含量，单位％；a
t
保温时间为t时刻的硬度值，单位HV；a
100
为未去除残余应力阶段的硬度值，单位HV；a0为硬度达到稳定区域时的硬度值，单位HV。
[0019]S6：对待测取向硅钢进行表面处理，使待测取向硅钢的表面粗糙度≤0.4μm，测定待测取向硅钢在不同保温时间的硬度，通过步骤S5的公式计算对应保温时间的残余应力含量。
[0020]进一步地，步骤S1中，所述退火处理的温度为700～800℃。
[0021]进一步地，步骤S2中，所述表面处理是通过研磨后，抛光处理，得到含特定待测层的取向硅钢。
[0022]进一步地，步骤S2中，所述表面处理是用240～1500目的砂纸进行研磨后，再抛光处理，得到含特定待测层的取向硅钢。
[0023]进一步地，所述特定待测层包括取向硅钢的脱碳层、过渡层或中心层，从而实现对不同层残余应力含量的检测。
[0024]进一步地，所述特定待测层的具体确定方法为：首先，由金相显微镜拍摄表面处理后取向硅钢试样厚度方向的显微组织图，如图7所示，通过厚度方向的显微组织图即可知晶粒各层的基本厚度。再用螺旋测微器测得试样原始厚度和研磨后的厚度，原始厚度与研磨后的厚度之差即为层厚，通过将计算得到的层厚与图7中各层厚度对比，即可知道该研磨厚度对应的层。即，本专利技术还可在测定残余应力含量的同时，得到所测残余应力所处的层。
[0025]同时，也可以通过图7测定各层的厚度，然后根据该厚度与研磨前的厚度，得到需
要测定不同层时，所需表面处理的厚度或表面处理后试样的厚度。即，本专利技术可以测定特定层的残余应力。
[0026]进一步地，对于本专利技术所述的取向硅钢，当需要测定脱碳层时，限定研磨厚度≤25μm；当测定过渡层时，限定研磨厚度为50μm≤研磨厚度≤85μm；当测定中心层时，限定研磨厚度为120μm≤研磨厚度≤160μm。
[0027]一种所述测定方法的应用，所述测定方法用于测定取向硅钢不同层的残余应力含量；所述不同层包括取向硅钢的脱碳层、过渡层、中心层中的任意一种。
[0028]本专利技术有益的技术效果在于：
[0029]本专利技术利用再结晶消除残余应力的原理，通过组织硬度变化测定残余应力含量，原理简单，方便快捷，可操作性强。
[0030]本专利技术通过控制研磨深度来达到测定硅钢不同位置的残余应力含量，克服了传统机械钻孔法和无损法只能测量材料表面不能测试硅钢内部残余应力的局限性，所述测定方法的适用性更广。
附图说明
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种取向硅钢不同层残余应力含量的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括如下步骤：S1：将取向硅钢进行冷轧后，退火处理，并保温；S2：取退火处理前及退火处理后不同保温时间的取向硅钢分别进行表面处理，使得取向硅钢的表面粗糙度≤0.4μm；S3：测定取向硅钢冷轧后即退火处理前的硅钢硬度，将其定义为未去除残余应力阶段的组织硬度，此时的残余应力含量定义为100％；S4：测定步骤S2处理的不同保温时间的取向硅钢的硬度，直至硬度达到稳定区域，将稳定区域的残余应力含量定义为0％；S5：建立取向硅钢硬度与残余应力含量的关系式，如下式所示，式中：RS为保温时间t时刻的残余应力含量，单位％；a
t
保温时间为t时刻的硬度值，单位HV；a
100
为未去除残余应力阶段的硬度值，单位HV；a0为硬度达到稳定区域时的硬度值，单位HV。S6：对待测取向硅钢进行表面处理，使待测取向硅钢的表面粗糙度≤0.4μm，测定待测取向硅钢在不同保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭昊，张军，梅杰，严佳阳，郭政，张磊，王毅，
申请(专利权)人：安庆新普电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：