Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Теоретическая и экспериментальная оценка влияния сегрегационных эффектов на кристаллографическую текстуру, структуру и свойства поверхности электротехнических сталей

Анна Сергеевна Ролдугина, Михаил Владимирович Рязанов, Геннадий Николаевич Еремин, Владимир Иванович Парахин, Александр Егорович Чеглов, Игорь Анатольевич Цыганов

Аннотация


На основе литературных источников проведен анализ механизма воздействия легирующих элементов, склонных к сегрегации на границах зерен и поверхностях раздела, на кристаллографическую текстуру, структуру и свойства поверхности электротехнической анизотропной стали. Описаны возможности применения современных методов для изучения сегрегационных эффектов, а также известные в настоящее время подходы к прогнозированию воздействия сегрегации элементов на свойства электротехнических сталей.


Ключевые слова


электротехническая анизотропная сталь; зернограничная сегрегация легирующих элементов; ингибирование роста зерна; кристаллографическая текстура

Полный текст:

PDF

Литература


Fang F., Hou D., Zhang Y. et al. Improvement of texture and magnetic properties of strip-cast grain-oriented electrical steel by trace Bi addition // J. Mater. Sci. 2021. V. 56. P. 11988 – 12000.

Fan L.-F., Dong R.-F., Qiu S.-T. et al. Effect of Sn on high permeability grain-oriented silicon // J. Supercond. Nov. Magn. 2014. V. 27, Is. 9. P. 1959 – 1965.

Mavrikakis N., Calvillo P., Saikaly W. et al. Segregation affecting the evolution of primary recrystallization textures in a ternary Fe – Si – Sn alloy / In: 18th International Conference on Textures of Materials (ICOTOM-18), St George, Utah, USA, 2018. 012016.

Suzuki S., Kuroki K., Kobayashi H., Takahashi N. Sn segregation at grain boundary and interface between MnS and matrix in Fe – 3 mass% Si alloys doped with Tin // Mater. Trans. JIM. 1992. V. 33, Is. 11. P. 1068 – 1076.

Roldugina A. S., Ryazanov M. V., Parakhin V. I. A study of primary recrystallization of highly permeable electrical anisotropic steel with additional alloying elements // Phys. Met. Metallogr. 2024. V. 125, Is. 7. P. 730 – 737.

Mehdi M., He Y., Hilinski E., Edrisy A. Texture evolution of a 2.8 wt pct Si non-oriented electrical steel and the elimination of the 111 // ND Texture // Metall. Mater. Trans. 2019. V. 50. P. 3343 – 3357.

Jenko M., Vodopivec F., Viefhaus H., Milun M. Orientation-dependent antimony segregation on FeSi alloy surfaces // Fizika A: a journal of experimental and theoretical physics. 1996. V. 5, Is. 2. P. 91 – 98.

Morawiec A. Grain misorientations in theories of abnormal grain growth in silicon steel // Scripta Materialia. 2000. V. 43. P. 275 – 278.

Takajo S., Merriman C., Vogel S., Field D. In-situ EBSD study on the cube texture evolution in 3 wt% Si steel complemented by ex-situ EBSD experiment — From nucleation to grain growth // Acta Mater. 2018. V. 166. P. 100 – 112.

Shimizu R., Harase J., Dingley D. Prediction of secondary recrystallization texture in Fe – 3% Si by three-dimensional texture analysis // Acta Metallurgica et Materialia. 1990. V. 38, Is. 6. P. 973 – 978.

Lin P., Palumbo G., Harase J., Aust K. Coincidence Site Lattice (CSL) grain boundaries and Goss texture development in Fe – 3% Si alloy // Acta Mater. 1996. V. 44, Is. 12. P. 4677 – 4683.

Etter A., Baudin T., Penelle R. Influence of the Goss grain environment during secondary recrystallisation of conventional grain oriented Fe – 3% Si steels // Scripta Materialia. 2002. V. 47, Is. 11. P. 725 – 730.

Nakashima S., Takashima K., Harase J., Kuroki K. Effect of Sn addition on secondary recrystallization of thin grain-oriented electrical steel sheet // J. JPN. I. MET. MATER. 1991. V. 55, Is. 12. P. 1392 – 1399.

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, Is. 2. P. 351 – 358.

Mavrikakis N., Saikaly W., Calvillo P. et al. How Sn addition influences texture development in single-phase Fe alloys: Correlation between local chemical information, microstructure and recrystallisation // Mater. Charact. 2022. V. 190, Is. 2. 112072.

Sha G., Morley A., Cerezo A., Smith G. Partitioning and segregation of trace element Sn in a low-alloy steel // Philos. Mag. Lett. 2007. V. 87. P. 327 – 339.

Cesar M. d. G. M. M., Silveira C. C., Paolinelli S. C., Cicale S. Effect of Sn on the oxide subscale structure formed on a 3 % Si steel // AIP Advances. 2018. V. 8, Is. 4. 047610.

Oh I., Cho K., Kim D. et al. The effect of Sb addition on the high temperature oxidation in the steels // J. Korean Inst. Met. Mater. 2009. V. 47, Is. 4. P. 228 – 234.

Lyudkovsky G. The effect of antimony on internal oxidation and magnetic properties of Si – Al electrical steels // IEEE Transactions on Magnetics. 1986. V. 22, Is. 5. P. 508 – 510.

Godec M., Jenko M., Grabke H. J., Mast R. Sn segregation and its influence on electrical steel texture development // ISIJ International. 1999. V. 39, Is. 7. P. 742 – 746.

Mast R., Viefhaus H., Grabke H. J. Grain boundary segregation of antimony in iron base alloys and its effect on toughness // Steel Res. Int. 1999. V. 70, Is. 6. P. 239 – 246.

Jenko M., Vodopivec F., Praček B. Surface segregation of antimony in Fe – Si steel for grain oriented sheets // Appl. Surf. Sci. 1993. V. 70 – 71, Part 1 – 2. P. 118 – 122.

Uvarkin A., Zaveryukha A., Polyakov M. Influence of small additions of antimony on the texture and magnetic properties of isotropic high-alloy electrical-engineering steel // Steel Transl. 2010. V. 40, Is. 3. P. 290 – 293.

Aa Z., Hou H., Zhang C. et al. Behavior of Stannum segregation to grain boundaries in hot deformed non-oriented Silicon steel // International Conference on Industrial Technology and Management Science (ITMS 2015), 2015. P. 1266 – 1269.

Robson J. Analytical electron microscopy of grain boundary segregation: Application // Mater. Charact. 2019. V. 154. P. 325 – 334.

Li C., Williams D. B. Application of automated crystallography for transmission electron microscopy in the study of grain-boundary segregation // Micron. 2003. V. 34. P. 199 – 209.

Ролдугина А., Рязанов М., Парахин В. Влияние легирования оловом на свойства зоны внутреннего окисления и характеристики дисперсной фазы в анизотропной электротехнической стали // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2023. № 2. С. 60 – 77.

Lejček P., Hofmann S. Thermodynamics of grain boundary segregation and applications to anisotropy, compensation effect and prediction // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2008. V. 33, Is. 2. P. 133 – 163.

Lejček P., Hofmann S., Janovec J. Prediction of enthalpy and entropy of solute segregation at individual grain boundaries of -iron and ferrite steels // Mater. Sci. Eng. 2007. V. 462, Is. 1 – 2. P. 76 – 85.

Lejček P., Hofmann S. Modeling grain boundary segregation by prediction of all the necessary parameters // Acta Mater. 2019. V. 170. P. 253 – 267.

Mavrikakis N., Saikaly W., Mangelinck D., Dumont M. Segregation of Sn on migrating interfaces of ferrite recrystallisation: quantification through APT measurements and comparison with the solute drag theory // Materialia. 2020. V. 9. 100541.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2026.2.32-40

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026