A study of primary recrystallization of highly permeable electrical anisotropic steel with additional alloying elements

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This study is devoted to the effect of alloying high-permeable electrical anisotropic steel with tin and chromium highly permeable electrical anisotropic steel with tin and chromium on the kinetics of primary recrystallization. The physical modeling of strongly deformed alloy specimens of different chemical composition is performed. The obtained recrystallization kinetics equations for alloys of different tin and chromium content show a deceleration of recrystallization process in a steel with an increased tin content and a decreased chromium content. Analysis of the texture at different stages of recrystallization allows making conclusion that the texture is formed predominately by oriented growth.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. S. Roldugina

Novolipetsk Steel Company

Author for correspondence.
Email: rolduginaas@gmail.com
Russian Federation, Lipetsk, 398005

M. V. Ryazanov

Novolipetsk Steel Company

Email: rolduginaas@gmail.com
Russian Federation, Lipetsk, 398005

V. I. Parakhin

Bardin Central Research Institute of Ferrous Metals

Email: rolduginaas@gmail.com
Russian Federation, Moscow, 105005

References

  1. Takahashi N., Harase J. Recent development of technology of grain oriented silicon steel // Mater. Sci. Forum. 1996. V. 204–206. № 1. P. 143–154.
  2. Kumano T., Haratani T., Ushigami Y. Influence of Primary Recrystallization Texture through Thickness to Secondary Texture on Grain Oriented Silicon Steel // ISIJ International. 2003. V. 43. № 3. P. 400–409.
  3. Nakashima S., Takashima K., Harase J., Takemasa A., Takimoto K. Effect of Sn Addition on Microstructure and Texture of Primarily Recrystallized 3 mass%Si Steel // J. Japan Institute Met. Mater. 1991. V. 55. № 12. P. 1400–1409.
  4. Suehiro R., Hayakawa Y., Takamiya T. Effect of Sn Addition on Evolution of Primary Recrystallization Texture in 3% Si Steel // ISIJ International. 2019. V. 59. № 2. P. 351–358.
  5. Gao Y., Xu G., Guo X., Li G., Wang Y. Primary recrystallization characteristics and magnetic properties improvement of high permeability grain-oriented silicon steel by trace Cr addition // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 507. Р. 166849.
  6. Han K.-S., Park J.-T., Kim J.-K., Szpunar J.A. Evolution of the texture on primary recrystallization and grain growth in Fe-3%Si steels // Mater. Sci. Forum. 2007. V. 1. P. 747–750.
  7. Xu L., Liu Q., Song Y., Feng T., Li Z. Formation of the primary recrystallization texture in the oriented electrical steel with 3% Si // IOP Conference Series: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 382. № 2.
  8. Fortunati S. On the metallurgical control of texture sharpness and related magnetic properties in grain-oriented silicon-iron // J. Magn. Magn. Mater. 1994. V. 133. № 1–3. P. 216–219.
  9. Harase J., Shimizu R., Kim J.-K., Woo J. The role of high energy boundaries and coincidence boundaries in the secondary recrystallization of grain-oriented silicon steel // Met. Mater. Intern. 1999. V. 5. № 5. P. 429–435.
  10. Liu G.-T., Liu Z.-Q., Yang P., Mao W.-M. Correlation between Primary and Secondary Recrystallization Texture Components in Low-temperature Reheated Grain-oriented Silicon Steel // J. Iron Steel Research. 2016. V. 23. № 11. P. 1234–1242.
  11. Лобанов М.Л., Редикульцев А.А., Русаков Г.М., Данилов С.В. Взаимосвязь ориентировок деформации и рекристаллизации при горячей прокатке электротехнической анизотропной стали // Металловедение и термич. обработка металлов. 2015. № 8. С. 44–49.
  12. Rodriguez-Calvillo P., Leunis E., Van De Putte T., Jacobs S., Zacek O., Saikaly W. Influence of initial heating during final high temperature annealing on the offset of primary and secondary recrystallization in Cu-bearing grain oriented electrical steels // AIP Advances. 2018. V. 8. № 4. Р. 047605.
  13. Mavrikakis N., Saikaly W., Calvillo P., Campos A., Jacomet S., Bozzolo N., Mangelinck D., Dumont M. How Sn addition influences texture development in single-phase Fe alloys: Correlation between local chemical information, microstructure and recrystallization // Mater. Characterization. 2022. V. 190. Р. 112072.
  14. Колмогоров А.Н. К статистической теории кристаллизации металлов // Изв. АН. СССР. Сер. математическая. 1937. Т. 1. № 3. С. 355–359.
  15. Avrami M. Kinetics of Phase Change. I General Theory // J. Chem. Phys. 1939. V. 7. P. 1103–1112.
  16. Akta S., Richardson G.J., Sellars C.M. Hot Deformation and Recrystallization of 3% Silicon Steel Part 1: Microstructure, Flow stress and Recrystallization Characteristics // ISIJ International. 2005. V. 45. № 11. P. 1666–1675.
  17. Zhang X. Precipitate evolution in grain oriented electrical steel and high strength low alloy steel [PhD Thesis]. University of Groningen, 2020.
  18. Torrens-Serra J., Venkataraman S., Stoica M., Kuehn U., Roth S., Eckert J. Non-Isothermal Kinetic Analysis of the Crystallization of Metallic Glasses Using the Master Curve Method // Materials. 2011. V. 4. № 12. P. 2231–2243.
  19. He C.-X., Ma G., Meng L., Yang F.-Y., Chen X. {411}<148> Texture in Thin-Gauge Grain-Oriented Silicon Steel // Acta Metal. Sinica (English Letters). 2016. V. 29. № 6. Р. 554–560.
  20. Tian X., Kuang S., Li J., Liu S., Feng Y. Effect of Holding Time of Decarbonization Annealing on Recrystallization in Fe-3.2%Si-0.047Nb% Low-Temperature Oriented Silicon Steel // Crystals. 2021. V. 11. № 10. Р. 1209.
  21. Humphreys F., Hatherly M. Chapter 12 — Recrystallization Textures / Recrystallization and Related Annealing Phenomena (Second Edition). 2004. P. 379–413.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. EBSD maps in inverse pole figure (IPF) colors showing the structure after heating to different temperatures for steel A (a–g) and steel B (d–h).

Download (71KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. EBSD maps in inverse pole figure colors taken at 1/10 (a) and 1/2 (b) of the sample thickness.

Download (19KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the proportion of recrystallized grains on the annealing duration for steels A and B according to calculated (lines) and experimental (symbols) values.

Download (20KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Sections of the FRO for recrystallization nuclei (a) and for coarse recrystallized grains (b) at temperatures of 650–690°C.

Download (19KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. EBSD map in OPF colors from a sample heated to 740°C (a), and examples of the separation of small (b), medium (c), and large (d) grains from the original map (a).

Download (38KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Sections of the FRO with small (a), medium (b) and large (c) grains during recrystallization at a temperature of 700–740°C.

Download (27KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Section of the FRO obtained at the last stage of recrystallization at 740°C.

Download (13KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».