TWI312371B - - Google Patents
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Description
1312371 · 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於高強度無方向性電磁鋼板 ' (high-strength non-oriented electrical steel sheet) 、及其製造方法。本發明之鋼板尤以高速旋轉機之轉子 (rotar)為典型例。適合用於承受大應力之電磁零件。此 處’高速旋轉機可舉出例如：渦輪發電機、電動車及混合 型（hybrid)汽車之驅動馬達、或機器人或工具機之祠服馬 •達等。 【先前技術】 近年來，由於馬達的驅動系統之進展，驅動電源之頻率 控制亦可加以控制’故變速馬達、於商用頻率以上高速旋 轉之馬達日益增加。於如此高速旋轉的馬達中，作用於旋 轉體之離心力’與旋轉半徑成正比，且與旋轉速度之2次 方成正比而增大。因此，尤其於中大型的高速馬達之轉子 材必須為南強度（尤其是南抗張力（tensi le strength)) •者。 又，近年來，於及混合型（hybrid)汽車之驅動馬達與壓 縮機馬達等中日益受到採用之埋入磁石型DC變壓控制馬 達（inverter controlled brushless DC motor) ψ，係於 轉子中設置縫隙（slit)埋設磁石。因此，於馬達旋轉中， 應力會集中於缝隙間之狹窄的橋部，故轉子所使用之心軸 (core)材料必須有高的機械強度（mechanical strength)。又，由於應力狀態會隨著馬達之加速減速運 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 5 1312371 轉與振動而變動，故轉子所使用之心韩（鐵心）以具有高疲 勞強度為佳。 另一方面，由於馬達與發電機等之旋轉機器係利用電磁 •現象，故其心軸須要求具有優異的電磁特性 、（electromagnetical properties)(亦艮p ，鐵損（ir〇n loss) 低，並以磁通密度（magnetic flus density)高為更佳）。 尤其，於高速旋轉馬達中，由於因高頻所產生之渦電流 為造成馬達效率（motor efficiency)降低的原因，故高頻 _鐵損低（亦即高頻鐵損特性優異）至為重要。 通常，轉子用心軸係以衝壓之無方向性電磁鋼板進行行 積層使用，惟，於高速旋轉馬達中轉子之材料於未能滿足 上述機械強度之情況，必須使用更高強度的鑄鋼製轉子。 然而，由於禱物製轉子非為積層物而為一體者’故滿電流 損失（eddy current loss)較以電磁鋼板積層之轉子會大 幅上昇，是其問題。 因而，以磁特性優異且高強度之電磁鋼板作為轉子用材 •料備受期盼。 鋼板之高強度化之方法，公知者有：固溶強化（solid solution hardening)、析出強化（precipitation hardening)、結晶粒微細化強化（fine-grain hardening) 及複合組織強化（complex-phase hardening)等’惟’此 等強化方法皆會造成磁特性劣化，故欲兼顧強度與磁特性 通常極為困難。 於此狀況下，有關高強度之無方向性電磁鋼板曾有若干 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 6 1312371 · k議被提出。 例如，於曰本專利特開昭60-238421號公報中曾提出： 提南Si含有量為3.5〜7·〇%(質量％，以下同），並進一步 ，添加用以固溶強化之Ti、w、Mo、Mn、Ni、c〇、Ai_， -:期高強度化的方法。又，於曰本專利特開叫ι则 =么報中曾提出4上述強化方法之外，藉由最終退火 咖1 anneaHng)條件之控制使結晶粒徑成為 〇. 〇卜5. 0mm以改善磁特性的方法。 > 使用料方紐工廠生料，於熱軋後之乾製 ^谷，發生板斷裂等之問題，導致良率降低或必須停機
之又’有關板斷裂’可將冷乳製改為板溫數百。C
Uing)以減輕。然而’為進行溫乾製， j有相應的設備，以及生產上受到較 製程管理上之負擔。 如矛级心加 ^ i各種#提出者有：於日本專利特開平2-如42號公 強：二rsi含有量2.°〜3·5%的鋼中…嶋固溶 6~330255 ζ τ· ; 3里.〇心乂上4.0%未滿的鋼中利用Nb、 、i、V之碳氮化物—itride)之析出強化及 進以Γ曰本專利特開平_ 高二::::—固溶強化’以期兼顧 然而，用日本專利特開平2一22442號 並無法得到充分的強度，用曰本專利特開平6 = ^^ 312XP/g_^書(補件)/96·03/95147048 7 1312371 么報及特開平2-8346號公報之方法，於得到高強度的情 況下’磁特性會大幅降低，尚有技術上之問題點。 再者對藉由上述方法製作之鋼板進行疲勞特性之評估 .的結果’得知於可得到高強度之情況下並無法得到所期待 、之疲勞強度。亦即，多為可提高鋼之耐性（yield strength) 與抗張力卻未能提高疲勞特性者，故現狀上考慮及疲勞特 性之材料設計手法尚待確立。 有關著眼於疲勞特性之高強度電磁鋼板，於曰本專利 開200卜234303號公報中f提出：藉由對以含有量為3 以下之電磁鋼板，依組成而異地控制結晶粒徑，^達到 35〇MPa以上之疲勞限度的技術。然而，用此方法，可達 成之疲勞限度水準本身尚低（實績上，最大約430MPa)， 卻無法滿足近來所要求之水準，例如，疲勞限度（如咖 limit) : 500MPa 以上。 有關高強度電磁鋼板之製造方法’尚有其他曾被提出 者，於日本專利特開2_-113185號公報中曾提出：對含 有0.2〜3.5%Si的鋼，藉由使其在鋼材内部殘存加工植織 (work hardening structure)，以期達成高強度化的技 術。其所揭示之具體方法為：於冷軋製後不進行熱處理， 或即使進行熱處理，不要達到相當於在75〇t以上保持3〇 秒以上的程度之狀態，較佳者為，於7〇〇<t以下，尤以 t：以下、6〇〇。(：以下、55(TC以下為更佳。又，其中例示之 實績為’於750°C-30秒退火下之加工組織率為⑽，於 °C-30 秒為 20%，於 600°C-30 秒為 5〇%。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 1312371 此情況下，由於退火溫度為低溫，故盔 形狀矯正，是其問題。又，‘二料 二·、十.、曰广工為馬達用心軸等之後的積層率
Ua_tlon factor)會降低，作為轉 應力分佈會不平均等，皆為問題。 疋轉哥之 又’通常’無方向性電磁鋼板之最終退火係用連續退火 爐進行，為抑制鋼板表面於爐内發生氧化，通常係調整為 ^有數％以上的氫氣之氛圍氣。於如此之連續退火設備 中，欲施行低於7GGt之低溫退火，爐溫設定之切換須費 時間且為避免氫氣爆，必須更換爐内之氛圍氣等，於 作上產生慎大的限制。 、" 再者’於高溫最終退火或塗層塗佈_烘烤處理等後使用 此技術（例士口，藉由再軋製導入加工組織）的情況下，製程 上須增加’致造成成本增高與設備上之限制。而且，於最 終退火後塗佈並烘烤之鋼板表面的絕緣塗層，於其後的加 鲁工處理會被破壞，致發生絕緣性降低的問題。 再者於日本專利特開平4-337050號公報中曾提出： 在Si : 4.0〜7.0%的組成中規定冷軋製後的鋼板，藉由在 與Si含有量之相關關係下所規定的特定溫度下進行熱處 理，使結晶組織之再結晶率作成為95%以下，其餘則實質 上作為札製組織，以期達成強化目的的技術。於該式中， 例如，於700°C下進行熱處理之情況，必須約5. 9%以上的 Si用此技術可得到兼具80kgf/mm2以上的高抗張力，一 疋程度的伸展性，及優異的磁特性之實用的軟磁性材料。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 9 1312371 又，於日本專利特開2005-264315號公報中曾提出：在 含有Si : 0·2〜4肩’以鐵素體（^以）相為絲的電磁 鋼板中’添加Ti、仙、Ni等於鋼材内部生成直徑〇 〇5〇
Am以下的金屬間化合物以期達成強化之目的的方法。用 此技術’可於無損於冷軋製性下製造有6Gkgf/_2以上的 抗張力與耐磨損性，磁通密度與鐵損優異的無方向性電磁 鋼板。 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 般’有關兩強度之無方向性電磁鋼板曾有數多提 現狀上’欲於確保必要的強度、良好 峨：’迄未能使用通常之電磁鋼板製造設備進 行工業上之文定的製造。 之=上的在於’在通常的無方向性電磁鋼板 =鋼板形狀與磁特性皆優異之 i磁鋼扳，及其製造方法。 本發明之又-目的在於，提供高強度 及疲勞特性，且製造性— 有馒異的磁特性 其有利的製造方法_的無方向性電磁鋼板’以及 (解決問題之手段） 本發明之要旨如下述： 度無方向性電磁鋼板，其特徵在於， 其成刀組成為，以質量％ 有.C 及 N:C 為 〇. 010% 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95_8 10 1312371 以下及N為0. 010%以下，且抑制於C+N$ 0. 010%; Si: 1. 5% 以上 5. 0%以下；Μη : 3. 0%以下；A1 : 3. 0%以下；P : 0. 2% 以下；S : 0. 01 %以下；進一步含有Ti : 0. 05%以上且0· 8% -以下，且為滿足Ti/(C+N)2 16之範圍；其餘部分為Fe及 .不可避免之雜質；而且鋼板中未再結晶回復組織 (non-recrystal 1 ized, recovery structure)之存在比率 為面積率50%以上。 於此，就再結晶及未再結晶回復組織作說明。首先，所 _謂「再結晶」，係新形成缺陷密度低、熱力學上安定的結 晶粒，一邊蠶食周圍的缺陷密度高的基質（matr iX)而一邊 成長的現象。於再結晶中’精由結晶粒界之移動而使缺陷 密度急遽地減少。 另一方面，所謂「回復」，係指非藉由粒界之通過，而 是缺陷本身熱學上地消失（sink)而降低移位密度，結果使 得變形能量降低之現象。回復係於無方向性電磁鋼板所通 常使用般的短時間之連續退火下，於退火溫度500°C以上 ®的條件下處理之情況會明確地顯現。回復組織與再結晶組 織可混合存在，而於愈高溫的退火，再結晶愈居於優勢。 於通常的組成之電磁鋼板中，於6 0 0〜6 5 0 °C以上，再結晶 會急遽地進行，於700°C以上，則大部分成為再結晶組織。 又，於5 0 0 °C以上退火的鋼中，再結晶組織與未再結晶 之回復組織，藉由使用光學顯微鏡之組織（微視組織： microstructure)觀察可容易地區別。此處，組織觀察， 可藉由通常所用的於研磨板厚方向後以奈塔爾 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 11 1312371 . (nital)(：硝酸奈塔爾溶液：硝酸乙醇溶液（nitric alcohol solution))等進行餘刻。 又，上述（1)之發明中，以Si : L 5%以上4· 〇%(皆為質 •置％)以下為佳。又，於上述（1)之發明中，較佳者為，更 -進一步含有以質量％計之選自由Ni:〇.卜50%、sb: 〇· 002〜0. 1%、Sn : 〇. 〇〇2〜〇. 1%、b : 〇. 〇〇卜0· 01%、Ca : 〇. 001 〜0. 01%、Rem : 〇. 〇〇卜〇. 〇1%及 c〇 : 〇· 2〜5 〇%所構成 的群中之至少1種。此等較佳條件亦可自由地組合。 籲（2)—種尚強度無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵 在於，對下述成分組成之鋼板進行熱軋製；然後，進行冷 札製或溫軋製作成為最終板厚之冷軋鋼捲（c〇il);然後， 於進行最終退火時，於退火溫度為70(rc以上85(rc以 下，爐内張力（strip unit tension in furnace)為 2. 5MPa 以上且20MPa以下進行；所述成分組成為，以質量％計含 有：C及N : C為0. 〇1〇%以下及n為〇. 〇1〇%以下，且抑制 _ 於 C+NS0. 010% ; Si : 1. 5%以上且 5. 0%以下；Μη : 3. 0% 以下；Α1 : 3. 0%以下；ρ : 〇·2質量。/。以下；s : 〇 〇1質量％ 以下；進一步含有Ti : 〇. 〇5質量％以上且〇. 8質量％以下， 且為滿足Ti/(C+N)216之範圍。 此處，爐内張力，為鋼帶在退火爐内之最高溫度之爐内 區段（多為加熱區（heating section)後段或均熱區 (soaking section))的鋼帶之單位面積之張力。 又，於上述（2)之發明中，較佳者為，與上述（丨）之發明 同樣地於扁鋼坯的成分組成中其餘部分為Fe及不可避免 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 12 1312371 之雜質。 pm於上述（2)之發明_，較佳者為，與上述發明⑴ =地’以質量％計，含有Si:1m4·⑽以下，及/ 或更進一步含有以質量%計之選自由w : 〇 .〇〇2〜o.1%、Sn:〇〇〇2〜〇1%、B:〇〇〇i〜〇._、Ca: =01〜〇· GU、Rem : G.謝〜G.⑽及Cg : G. 2〜5.⑽所構成 的群中之至少1種。 上述⑵之發明’尤其適於用以製得上述（1)之發明的鋼 板’亦即’未再結晶回復組織的存在比率為面積率5⑽以 上之鋼板。 又’發明者等為解決前述課題，就對於無方向性電磁鋼 板之製造性及機械特性、疲勞特性及磁特性有影響之各種 $化方法的影響深人進行探討。並且，就合金成分對於高 δ金電磁鋼板（使m容強化之Si㈣溶強化元素的 添加量提高者）之製造性（具體而言，為熱軋板及熱軋退火 鲁板之彎曲（bending)特性及冷軋性）的影響詳加探討。 其結果，有關碳氮化物形成元素有下述發現：、 。（a)藉由極力降低固溶c、N，即使於含有超過3 5質量 /〇的Si之向合金鋼中，其軋製性亦可大幅提高。 (b)為此，於減低C、N量之同時，添加對c、n於原子 比上為充分過剩量的Ti、V、Nb、Zr等之碳氮化物形成元 素’是有效的。 基於上述發現，於製造高合金電磁鋼板時，可大幅減低 板斷裂等製程上之問題，可達成高生產性化。 田/ - 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 13 1312371 其次，就此等碳氮化物形成元素對電磁鋼板之 ^ 、疲勞特性及磁特性的影響亦進行探 、 ，化作用而對高抗張力化有效，而另一方面，其== 夕，會導致疲勞特性與磁特性（鐵損及磁通密度）變差。右 W)相對於此，對c、N過剩地添加之Ti、v、N=、z 有固溶強化作用，不僅提高抗張力，亦提高疲勞特性= 且磁特性之劣化與析出強化之情況相較可大幅地減輕。 再者，就主要固溶元素對於機械雜、疲㈣性及磁 性之影響進行查察之結果，有下述發現： • (e)於添加於無方向性電磁鋼板中之主要元素中，利用
Si之固溶強化，就兼顧機械特性與磁特性的觀點考量為 最有效者'然而，Si添加量若過剩，抗拉強度（抗張力) 雖提高，疲勞特性卻大幅劣化。亦即，欲均衡地改善機械 特1"生疲勞特性及磁特性，Si添加量須於最適範圍内。 φ 本發明亦為基於上述新發現而開發完成者，其要旨構成 如下述： (3) (3-1)—種製造性優異且疲勞特性及磁特性亦優異之高 強度無方向性電磁鋼板，其特徵在於’其成分組成為，以 質量％計含有：C及N : C為〇.010%以下及N為〇 〇1〇%以 下且疋為 C+NS 0. 010%、Si : 3. 5%以上 5. 0%以下、Μη : 3. 0% 以下、Α1 : 3. 0%以下、Ρ : 〇· 2%以下、及s : 〇. 〇1%以下， 並各有Ni. 5.0%以下，且含有Ti、v中之任1種或2種， 312Xp/發明說明書(補件)/96-03/95147048 14 1312371 其合計為0.01%以上0.8%以下，且為滿足（Ti+v)/(c+N) 之範圍，其餘部分為Fe及不可避免之雜質。 (3-2)—種製造性優異且疲勞特性及磁特性亦優異之高 無方向性電磁鋼板，其特徵在於，其成分組成為，以 貝里％計含有：C及N : C為〇· 010%以下及N為〇. 〇1〇%以 下且定為 C+NSO· 010%、Si : 3. 5%以上 5. 0%以下、Μη: 3. 0〇/〇 以下、Α1 : 3.0%以下、Ρ : 〇.2%以下、及s : 〇.〇1%以下， 並含有Ni . 5· 0%以下，且含有Nb、Zr中之任1種或2種， 其合計為0.01G/◦以上0.5%以下，且為滿足（Nb+Zr)/(c+N) ^ 10之範圍，其餘部分為Fe及不可避免之雜質。 (3-3)—種製造性優異且疲勞特性及磁特性亦優異之高 強度無方向性電磁鋼板，其特徵在於，以質量％計含有：c 及N : C為0.010%以下及N為〇.〇1〇%以下且定為C+Ng 〇. 010%、Si : 3. 5%以上 5. 0%以下、Μη : 3. 0%以下、A1 : 3.0%以下、ρ: 0.2%以下、及s: 0.01%以下，並含有: 5. 0%以下，且含有Ti、V中之至少1種與Nt>、Zr中之至 少 1 種，其為滿足 〇.〇l%g(Ti+v+Nb+Zr)g〇.5%& (Ti+V+Nb+Zr)/(C+N)2 16之範圍，其餘部分為Fe及不可 避免之雜質。 (3-4)如上述（3-1)〜（3-3)中任一發明之製造性優異且 疲勞特性及磁特性亦優異之高強度無方向性電磁鋼板，其 中，進一步含有選自下述所構成的群中之1種或2種以上； 以質量％計之 Sb : 0. 002〜0.1%、Sn : 0. 〇〇2〜〇. 1%、B : 〇〇1 〜〇1%、
Ca : 0. 001 〜0. 01%、Rem : 0. 00卜0· 01%及 c〇 : 〇. 2〜5. 0%。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 15 1312371 (4)一種製造性優異且疲勞特性及磁特性亦優異之高強 度無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵在於，對上述 (3-1)〜（3-4)之任一發明中所示之組成的爲鋼链進行熱軋 -製後，視需要施行熱軋板退火後，藉由進行一次冷軋製或 .溫軋製，或加入中間退火之二次以上之冷軋製或溫軋製， 作成最終板厚，然後，於退火溫度：700°C以上1050°C以 下的條件下進行退火。 此處，前述最終板厚以定為0. 15匪以上為佳。 • 依據本發明，尤其是上述（1)及（2)之發明，藉由規範成 分組成及組織，可於不須增加鋼板製造上的限制與額外的 步驟下，提供高強度且為板形狀與磁特性皆優異之無方向 性電磁鋼板。 又，依據本發明，尤其是（3)((3-1)〜（3-4))及（4)之發 明，可安定地製得不僅高強度、磁特性優異，且疲勞特性 優異，並且製造性亦優異之無方向性電磁鋼板。 【實施方式】 * 以下，有關成分之「％」，只要未另作說明，皆為質量％。 [發明原理] 首先，就上述（1)及（2)之發明的原理作說明。 發明者等，就上述課題之一之在工業上安定且以良好的 形狀製造兼顧高強度與磁特性的無方向性電磁鋼板的手 段深入地進行探討。此處所要求之高強度，具體而言，為 抗張力600MPa以上，以700MPa以上為佳，尤以800MPa 以上為更佳。又，要求之磁特性，尤其是高頻低鐵損特性， 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 16 1312371 例如板厚〇.35mm 50W/kg以下為佳 以下為特佳。
之無方向性電磁麵rW 、板中以Wl〇/_ 值為 以40W/kg以下為争牡 「钓更佳，尤以3〇w/kg 夕权、°果發現.特別是於抗張力超過700MPa 之兩強度㈣，於鋼板組織之最終退火中對再結晶加以抑 制而保持於回復組織是有效的。⑼，欲使料常的鋼组 成之無方向性電磁鋼板來得到回復組織，最終退火溫度必 T於贈C以下的低溫進行最終退火。欲用如此的低溫退 火於工業上安线製造，必須解決者為鋼板之劣化、退火 環境氣體之代換與爐溫條件之變更費時、以及作業負荷等 問題。 因此，進行有關鋼成分之各種探討之下，發現：藉由對 c及N充分過剩地添加Ti作成為鋼組成，即使於7〇〇力以 上之最終退火溫度，亦可安定地得到與通常的無方向性電 磁鋼板的退火同等之對高強度化有效的回復組織。 (實驗1) 亦即，於圖1中顯示就Ti添加量與最終退火溫度（均熱 時間20/秒）對減低為c+β 〇· 〇1%之2. 8%Si_〇.繼i鋼: =、、’。aa行為的影響之結果。此處，曲線中之橫座標為以 (質:M：/〇縱座;^為退火溫度（°c),各圓中的數字為為 二亥條件下之再結晶率（recrystallizati⑽ ratio)(;積 %)、。、又，再結晶率係藉由板厚方向截面的光學組織觀察結 果求出，未再結晶回復組織的比例（面積幻為1〇〇_再結曰 率（面積％)。 °曰日 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 17 1312371 通常，於無方向性電磁鋼板中，Ti為使磁特性劣化之 有害元素，通常係抑制於0.005質量％以下，由於在此Ti _ 含有量下，於650°C以上會急遽地進行再結晶，故欲安定 --地得到回復組織，須在600°C以下的低溫進行最終退火。 — 另一方面，吾人發現：若添加0. 05質量％以上的Ti， 再結晶開始溫度會上昇100°C以上，故即使於工業上向來 所施行之700°C以上的退火溫度，亦可安定地得到回復組 織。因此，藉由設定於最終退火溫度為700°C以上850°C •以下，爐内張力為2. 5MPa以上20MPa以下，可安定地得 到回復組織，且亦可良好地控制鋼板形狀。高強度、磁特 性、板形狀、生產性皆優異之高強度無方向性電磁鋼板及 其製造方法於焉得以完成。 其次，就上述（3)及（4)之發明的原理作說明。 以下，就作為本發明之基礎的實驗結果作說明。 (實驗2) 首先，為探討鋼組成對Si含有量超過3. 5%之高合金鋼 ®的製造性之影響，用可製造超高純度鋼之冷坩鍋（cold crucible induction melting furnace)真空高頻熔解 爐，使Si量控制於4. ：l〜4. 3%的範圍，對C、N量作各種 改變的試驗鋼塊進行熔製。然後，對得到的鋼塊進行熱軋 ' 製至板厚為2匪後，於900°C下進行退火，然後，進行冷 軋製至板厚為0. 35mm。 此時，將熱軋製退火板裁切成3Oirnn寬，於溫度30°C下 以彎曲半徑15mm、彎曲角度90°進行反覆彎曲試驗，以進 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 18 1312371 ^製造線上之鋼板通行性之模擬評估。又，於此反覆彎曲 ' 、_人的清況，可知其於製造線上為破損頻度增 加之狀况心彳定前述熱軋製退火板之端面的邊緣裂痕深 度（edge crack leng1;h)作為冷軋製性之評估。 於圖2曰及u 3顯示其結果。此處，曲線之橫座標為鋼中 之fC+N)i(質量％)，縱座標分別為製造線之鋼板通行性 (彎曲人數）及冷軋製性（軋製板端面之邊緣裂痕深 度）（mm)。 2及圖3所示般’可知製造線之鋼板通行性（熱軋 板之彎曲特性）及冷軋製性（邊緣裂痕深度），即製造性相 當地依存於C與N的合計；f。亦即，只要使⑽之合計減 低至0.0015%以下，即使為4划之高合金鋼亦有充分 的製造性，而C+N量若增加，製造性會急遽地變差。 :而於使用轉爐精煉、脫氣二次精煉等一般的設備之 現行技術+欲經常性地維持C+N量於〇 . 〇〇 1⑽以下是極 為困難的。 (實驗3) 因此，吾人考量到存在鋼中之固溶c、N是否為此次評 估之製造性降低的主要原因，乃添加碳氮化物生成元素以 嘗試對C、N進行析出固定。 亦即，用電氣爐將Si量抑制於4_卜4. 3%的範圍内，並 將C+N之合計量控制於（丨）〇 〇〇38〜〇 〇〇48%的範圍、（幻 0.0074〜0.0092%的範圍、（3) 〇.0175〜〇 〇196%的範圍、 (4) 0· 0353〜0. 0391%的範圍之4種水準，再使Ti添加量 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 19 1312371 作各種改變以製造鋼塊。然後，進行熱軋製至 再於默下進行熱軋板退火後，進行冷乳製至板随’ 0.35mm，再於950t下進行最終退火。 馮 /如此得到之試料，以前述做法及與前述同樣地進行於 衣造線之鋼板通行性（熱軋板之彎曲特性）及冷乳製性 緣裂痕深度）進行查察，其結果分別示於圖心7。 圖4及圖6之橫座標為鋼中Ti量(質量%)，圖5及圖7之 橫座標為對⑽量（鋼t e量與鋼中N量之和 鋼中(質量％)之比，亦即，Τι/(⑽。又，圖4及)圖 5之縱座標為製造線之鋼板通行性（f曲次數），圖6及圖 7之縱座標為冷乾魏j柹r I性（軋製板鈿面之邊緣裂痕深 度）（ram)。又，圖中里耷甚游「 ^ ^ Τ"、、已曼形「♦」表示C+N之前述水準 ’二、、色四角形「_」表示前述水準⑵，黑色三角形「▲」 示别述水準（3)，「x」記號表示前述水準⑷。 、由此等結果可知：藉由添加對C+N量以原子比計約4倍 :5(:1:量%計為16倍以上)的Ti之過剩添加，熱軋板 姦’'生及冷軋製性可大幅改善，即使於可工業上大量 的純度水準之C+N量下，亦可安定地製造高合金鋼。 而C+N夏若過多，因添加L所致之製造性改善效 ^ J ”，、軋板’寫曲次數及冷軋邊緣裂痕深度皆達到工業 上有問題之水準（f曲次數：未滿1()次，邊緣 度：超過3mn〇。 :灰即使為藉由Ti之添加可充分改善製造性的。仲 "Tl添加I若超過製造性亦會變差。再者， 312XP/發明說明書(補件)/96-〇3/95147〇48 20 1312371 :ΓN =二添:？少:組成者’及T i添加量過剩者 —發生斷裂;2冷乾時之邊緣裂痕深度達10麵以上，與 _ (實驗4) 驗，'2到的鋼板以與乳製方向平行地裁切成之試 疲勞特性進行查察。此處，機械特性， 中之抗張力進行評估。又，疲勞特性，係用平二 攀^之疲勞試驗片，以應力比：Qi、解：謂z之部分 申（拉伸—拉伸）疲勞試驗進行查察，求出經1000萬（107) 循環後亦未發生板斷裂之最大應力’以其作為疲勞極限強 度。 得到旦之結，示於圖8及圖9。此處，曲線之橫座標為鋼 中Τι置（質量％)，圖8之縱座標為抗張力（Ts)(Mpa)，圖 9之縱座標為疲勞限度（MPa)。又，點描之記號與C+N量 鲁之水平的關係為與圖4〜7相同。 如圖8所述般，抗張力TS隨著Ti添加量增加而上昇， 其效果隨著C+N量愈高而愈顯著。其理由，吾人認為係 C+N里愈南的鋼，其因τ i之碳氮化物析出所致之析出強 化而高強度化；另一方面，C+N量低的鋼及Ti添加量為 對C+N量為充分地過剩的鋼，係以因固溶所致之高強 度化為主體之故。 又’如圖9所示般’疲勞限度，若以同一 Ti添加量水 準作比較，係與抗張力的結果相反，C+N量低的組別顯示 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 21 1312371 的::特性。其理由，吾人認為係:於C+Ν量高的 而成真/ 碳氮化物容易生成為較大，且存在量多， 成為疲勞破壞的起因。 測定用二自Η軋製方向與軋製之垂直方向裁切同數量之磁 示於艾普士他因法進行磁特性評估之結果 、圖10。此處，曲線之橫座標為鋼中Ti ^高頻聊一kg)，c+N水準之記號二 圖4〜9相同。
士如同圖中所示般，C+N量高的組別，於添加少量的η 日:’鐵損特性急遽地變差，相對於此，⑽量經抑制之組 別，因添加Ti所致之鐵損劣化則輕微。 由上述之探討結果，可得知：為得到可高水平地滿足工 業上充分良好的製造性乃至於疲勞特性之相反要求的無 方向性電磁鋼板，須於使C+N量於工業上儘量降低之高合 金鋼，活用Ti作為使固溶的C、N析出固定之元素及作為 固溶強化元素’是至為重要者。 依據上述發現，對使C+N量於工業上儘量降低之高合金 鋼，適量地添加Ti等之適量的碳氮化物形成元素（v、肋、
Zr) ’以此種鋼為基礎’就μ、Mn、μ、w、p等合金元 素添加之影響進行系統性的評估，以使最適之鋼組成條件 明確化。 [鋼組成] 以下，就依據上述發現而訂定之本發明之成分組成範圍 的限定理由作說明。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 22 1312371 本c : 〇·〇1〇〇/0以下及 N : 0.010%以下，且 c+Nso.oio% 本發明中，C及N為於固溶狀態下存在會顯著地降低鋼 的製造性之有害元素，惟，藉由適量地添加Ti或後述（發 月（3) (4)中）之Nb、V、Zr等碳氮化物形成元素，可減 •低對製造性之不良影響至工業規模生產上無妨礙的水 準。然而，碳氮化物之生成會導致磁特性乃至疲勞特性之 劣化，故C及N以儘量減低為佳。因而，較佳者定為，匸： 更佳者為，C : 0. 005%以下及N : 0. 005%以下，特佳者 為，C : 0.003%以下、N : 0.003%。〇與w無必要含有， 惟，工業上可降低之下限分別為〇 〇〇〇1%的程度。 木Si : 1. 5%以上5. 0%以下：
Si除了通常作為脫氧氣劑使用之外，亦有提高鋼之電 阻與減低鐵損之效果，為構成無方向性電磁鋼板之主要元 素。並且具有高固溶強化能。亦即，與添加於無方向性電 #磁鋼板中之Mn、Al&Ni等其他固溶強化元素相較，為最 能均衡地兼顧高抗張力化、高疲勞強度化及低鐵損化之元 素故於本發明（1)、（2)中添加1. 5%以上。以2. 〇%以上 為更佳。於本發明⑶、⑷中更積極地添加超過35%， 係應用因Si量增加之提高抗張力、疲勞極限強度及降低 鐵損而達成高特性化。 另一方面，Si量若超過5. 0%，則抗張力增加，然而， 疲勞極限強度會急遽地降低’而且於冷乳製中會發生龜裂 而降低製造性。其原因，吾人認為係因高以化導致生成 312Χί>/發明說明書(補件)/96-03/95147048 23 1312371 規則相之故。又，Si量若超過3. 0%，韌性會開始降低， 而若超過4. 0% ’會明確地顯現韌性劣化。再者，若超過 5. 0%，韌性劣化變得顯著，於鋼板通行及軋製時須較高度 *的控制致生產性降低。因而，S i之上限定為5· 〇%。以定 為4. 0%以下為佳。於發明（1)、（2)中重視韌性的情況， 以定為3. 5%以下為更佳。 *Ti : 0.05%以上 0.8%以下，且 Ti/(C+N)^16(發明（1)、 (2)) • *下述之任一條件（發明（3)、（4)) (3-l)Ti+V : 〇. 以上 〇. 8%以下，且（Ti+v)/(c+N)g 16、 — (3-2)Nb+Zr: 0.01% 以上 0·5% 以下，且（Nb+Zr)/(c+N) 2 10、或 (3-3)0. (Ti+y+Nb+Zr)S 〇. 5%、且（Ti+V+Nb+Zr) /(C+N)^16 Τι為本發明中之重要元素。亦即，Ti具有提高鋼的再 結晶溫度之效果，並具有即使鋼板之最終退火溫度提高至 750 C以上，於本發明（1)、（2)中亦可充分地殘存未再結 晶組織之縣。再者，Ti可發揮作為固溶強化元素之作 用而有益於尚心張力化。為使此等效果安定地發揮，必須 為Ti : 0.05%以上且Ti/(c+N)^l6。另一方面，Ti若超 過0.8%，易於產生稱為「斑痕」的缺陷，致製造性及良 率降低’故上限定為〇. 8%。 又，Ti會形成碳氮化物，將存在於鋼中之固溶C、N析 312XP/發明說明書(補件)/96·〇3/95147〇48 24 1312371 出固定’有改善高合金鋼的製造性之效果。又，可發揮作 為固溶強化元素之作用’對高抗張力化、高疲勞特性強度 化甚有效。尤其在Si添加超過3. 5%使固溶強化利用到最 ‘大限度之本發明（3)、（4)中，係充分利用此等效果。亦即， 含有量定為，與同樣的碳氮化物形成元素-固溶強化元素 之V合計為〇. 0U以上〇. 8%以下’且（Τί+ν)/(α+Ν)^ a。 為使C、Ν於製造步驟中途開始安定地析出固定之目的， 最低須含有Ti與V之合計Ti+V為〇.〇1%，又，由於須對 > C、N為充分地過剩添加，故以質量％計，含有量須滿足 (Ti+V)/(C+N)gl6的範圍。較佳者為，Ti+V定為^〇5% 以上。另一方面，THV若超過0_8%，製造性會降低，故0 Ti+V之上限定為〇. 8%。
Nb與Zr亦與上述之Ti與v同樣地會形成碳氮化物， 使存在於鋼中之固溶（：、Ν#出固定，具有改善高合金鋼 的製造性之效果。X，可發揮作為固溶強化元素之作用， 於高抗張力化、高疲勞強度化甚有效果。因此，本發明 ⑶、⑷中亦可用此等元素代替Ti^。為使c、_ =驟中途開始安定地析出固定之目❸，最低須含有Yb tZr之合計Nb+Zl^G.G1%，又，由於須對C、N為充分 地過剩添^，故以f量％計，含有量須滿足⑽砂（⑽ ^ 10的乾圍〇另^一方面，其mkj-7 j. ⑽从λ b+zr超過0.5%則製造性會 降低，故Nb+Zr之上限定為〇. 5〇/〇。 - ί ，Ti與v、及Nb與Zr，於作為碳氮化物形成 兀…、作為固溶強化兀素皆有相同效果，故亦可複合含有 312XP/發明說明書(補件娜奶奶147〇48 25 1312371 此4種。此情況下’為使c、n於製造步驟中途開始安定 地析出固定之目的，最低須含有Ti、V、Nb、Zr之合計 Ti+V+Nb+Zr為〇. 〇l%，又，由於須對c、N為充分地過剩 '添加，故以質量％計，含有量須滿足（Ti+V+Nb+Zr)/(C+N) -^ 16的範圍。然而，Ti+V+Nb+Zr若超過〇. 5%，會降低製 造性，故Ti+V+Nb+Zr之上限定為〇. 5%。 又，確保未再結晶回復組織以兼顧高強度與磁特性之效 果，Τι遠較Nb、V、Zr優異，故本發明⑴、⑵中以添 籲加T i為必須者。 氺Μη : 3. 0%以下 Μη為藉由固溶強化以提高強度的有效元素，並且亦為 改善熱脆性的有效元素，以添加〇. 〇3%以上為佳。然而， 由於過剩添加會導致鐵損之劣化，故其添加量限制於3 〇% 以下。 * Α1 : 3. 0%以下 Α1可發揮作為強力脫氧劑之效果，並有提高鋼之電阻 降低鐵損之作用。又，於藉由固溶強化以提高強度方面式 有效。，然而，過剩添加會導致軋製性降低，故其上限定^ 3.0%。以定為2.0%以下為更佳。於以用藉由未再結晶兔 織來強化為主之本發明⑴、⑵中，以定為si+A^d 為佳。 · 又，此A1並非必須含有者。例如，A1之添加亦可抑命 於賴以下。亦即，例如藉由Si脫氧而減低M之多 -面由於A1N等之析出物減低亦可減低鐵損。惟，於工 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 26 1312371 業上鋼中之A1量所可減低之下限為〇. 〇〇〇1%的程度。 氺P : 0. 2%以下 由於P於比較少的添加量下亦可得到大幅度的固溶強 化能，故對高強度化極有效，以添加〇. 〇〇5%以上為佳。 然而，會因偏析而脆化，導致粒界裂痕與軋製性降低二故 其添加量宜限制於〇.2%以下，以〇2〇%以下為更佳惟， 於工業上鋼中之P量之可減低的下限為〇 〇〇1%的程度。
氺s :0.01%以下 X 若過幻存在會形成MnS等之硫化物，致降低磁特性。 :者’ MnS有成為疲勞破壞的起點之顧慮。因此，鋼" 置以儘量減低為佳，惟，含有0 01%以内為可容許的，故 其添加Μ為〇· 01%以下。# ’工業上鋼中s量之可減低 的下限為約0.0003%的程度。 _ *其他 本發明之無方向性電磁鋼板之基本組成如上述n =分之外亦可單獨或複合地添加習知可改善磁射 二、、^、％、β、“、稀土族元素(Rem)及 Co。 :體而丄添加量必須為無害於本發明之目的之程度 具體而言，定兔τ 4+、々々m 又 Λ ηΛ9 Λ ,疋為下述靶圍。Sb : 0.002〜〇.1%、Sn : 0.002〜0.1%、β: q 〇〇1〜〇 〇· 001^0.01%A c〇：'〇 2^'〇〇/Γν , *〇〇1^〇1%'Rem 為佳）。 ..〇%及 Νι:5·0%以下（以 ojj 〇! 尤其以添加N i為佳。亦g . ^ 化之多數元素，因轉加劲讀固溶強化及高電四 〖、加會導致飽和磁通密度降低，相_ 312XP/發明說明書(補件)/96·〇3/95ΐ47〇48 27 1312371 於此Νι於不會降低飽和磁通密度下藉由固溶強化來提 高強度，並可因高電阻而減低鐵損方面為極有效的元素。 然而，Ni為昂貴的元素’過剩添加會造成成本增加，故 •以含有5. 0%以下為佳。 -又，鋼之其餘部分組成為Fe及不可避免之雜質。不可 避免之雜質，於上述舉出之元素（於因成本的理由而不可 避免地含有之情況）之外，尚可舉出Cu(於使用回收鋼作 為原料使用的情況下會混入）等。 _ [鋼組織] 八人，就本發明（1)、（2)中之鋼板組織之限定理由作說 明。 為達成兼顧高強度與磁特性之本發明之目的，鋼板组織 以，復組織為佳。若A軋製後的狀態之加工組織，磁特性 顯著地變差。另-方面，若藉由最終退火進行再結晶，磁 特性雖良好，強度卻大幅降低。相對於此，回復組織可藉 •由在約500 C以上的退火形成，此回復組織有高的強度， 且可得到比較良好的磁特性。於本發明（1)、（2)中，有效 地利用此回復組織是重要的，為兼顧強度與磁特性，此未 再ν’σ 之回復組織必須於鋼板之截面觀察中之面積 50%以上。 # 又，於本發明（3)、（4)中，由於固溶強化為主要的強化 機構，未再結晶回復組織之確保並非必要。因而，只要可 確保強度，以再結晶組織為1 〇 〇%，並確保安定的工業生 產性亦可。惟，並不排除併用未再結晶回復組織之強化之 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-03/95147048 28 1312371 應用。 [製造方法] 最後，就依循本發明之製造方法作說明，茲述明其限定 理由。 . 本發明中，自鋼熔製至冷軋製之製造步驟，可依照通常 的無方向性電磁鋼板通常所採用的方法來施行。尤其，本 發明藉由添加適當的C、N量控制及碳氮化物形成之元 素，即使於熱軋鋼捲之鋼板通行性及冷軋製性會有問題之 • Si超過3. 5%的高合金鋼之情況，亦可大幅改善製造性， 故可適用於通常的無方向性電磁鋼板之製造步驟。 以下舉出代表性的製造方法之例。 首先，將用轉爐及2次精煉、或電氣爐等熔製成既定成 分之熔鋼，藉由連續鑄造法或造塊-分塊法作成為扁鋼坯。 然後，對扁鋼链施行熱軋製，該熱軋製中之最終溫度與 捲繞溫度不須特別規定，可用一般的條件，例如：最終軋 製溫度：700°0900°C及捲繞溫度：400°C〜800°C的程度。 • 然後，視需要，為鋼板之軟化或提高最終製品的磁特性 之目的，可於600〜1100°C的程度施行熱軋板退火。 於熱軋板退火後（於未施行熱軋板退火的情況為捲繞後） 施行冷軋製或溫軋製，作成既定的製品板厚（最終板厚）。 又，可藉由一次的冷軋製或溫軋製作成為最終板厚，亦可 施行夾以中間退火之二次以上的冷軋製或溫軋製作成為 最終板厚。又，溫軋製通常係於板溫100〜300°C下進行軋 製。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 29 1312371 又，最終板厚以作成為0. 15mm以上為佳。 亦即，板厚對於製品之磁特性，尤其於作為高速旋轉的 轉子材使用的情況，對於在重要的數百Hz以上的高頻域 的鐵損特性有大的影響，就此點而言，板厚以較薄為佳。 .另一方面，就製品板厚對機械特性、疲勞特性及磁特性的 影響進行探討之結果，於拉伸試驗中之機械特性幾乎不受 板厚的影響，而疲勞特性則於較0.15mm薄時會急遽地降 低。又，若過度薄化，於馬達製造步驟中，衝壓的步驟數 ⑩之增加或積層數之增加會導致生產性上較為不利。因而， 於尤其重視疲勞強度的情況，板厚之下限以定為0. 15匪 為佳。又，有關板厚之上限，可依所需之磁特性的水準而 適當地決定，通常作為電磁鋼板使用者為0.65mm以下。 又，本發明中，隨著高強度化所致之磁特性劣化，由於較 習知的高強度電磁鋼板有較佳的抑制，故於作成為同等強 度水準與板厚的情況，可得到較以往的鋼更優異之磁特 性。 ® 然後，以連續退火爐施行最終退火，退火條件，於發明 (1)、（2)與發明（3)、（4)有個別的規定。 於發明（1)、（2)中，使鋼帶之每單位面積（與鋼板通行 垂直的方向（所謂TD方向）截面的截面積）之爐内張力保 持於2. 5MPa以上20MPa以下，且於700°C以上850°C以下 的溫度範圍進行是最重要者。藉由對由本發明的鋼組成所 構成之軋製鋼捲於上述條件下進行最終退火，使未再結晶 回復組織殘存於鋼板内，可期兼顧磁特性與高強度化，且 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 30 1312371 可發揮充分的鋼捲形狀矯正效果。 亦即，若退火溫度未滿700°C或張力未滿2. 5MPa，則無 法充分進行形狀橋正。另一方面，若超過85〇。〇，由於再 結晶之進行而導致強度降低。又，爐内張力若超過2〇肝&， 於鋼捲會產生局部的變形，致形狀反而劣化，或發生爐内 斷裂，故以20MPa作為上限。就鋼板形狀改善之觀點考 量，更佳的操作範圍為最終退火溫度75(rc以上85〇。〇以 下’爐内張力5MPa以上15MPa以下。 又’最終退火溫度等之退火條#，以控制使未再結晶回 ，組織之面積率確保為5〇%以上為佳。於上述退火條件實 質上滿足該要求，而鋼中Ti量未滿G 3%的情況，最線退 =度TO：) ’基於可更確實地確保未再結晶回復組織為 5iUu上的觀點考量，以由圖1概算大致可滿足下式 TS 850-16G(G.3-X)(其中，x=鋼中 Ti 量··質 的溫度為佳。 、 另一方面，於本發明（3)、（4)中，最終退火溫度係於 火溫度70(TC以上1G5(rc以下的範圍進行。 再結晶無法充分進行，未再結晶二 要地過多，致形狀矯正不充分。χ，磁特性以 亡可：定而良好。隨著退火溫度之上昇，鐵損特性亦會提 = ”、、而’機械特性（耐性、抗張力）及疲勞特 =二退依所需之磁特性水準及強度水= 田也决疋諸商用頻率⑼〜㈣z)至數kHz 之鐵損特性的觀點考量，以_〜刪。c為更佳:以 312XP/發明說明書(補件)/96侧5147〇48 31 1312371 925〜1025°C為特佳。然而，最終退火溫度若超過1050°C， 不僅無法看到磁特性之改善，機械特性也會降低，且亦耗 費能源，故上限限定為1050°C。 緊接著前述最終退火，進行處理液之塗佈及烘烤處理， .藉此賦予鋼板被膜，作成最終製品。絕緣被膜的種類、膜 厚與賦予條件等，於通常的範圍即可。例如，較佳者可使 用磷酸鹽系被膜。 [實施例] _ (實施例1 :發明（1)、（2)) 對表1所示之組成的扁鋼述進行熱軋製至2. 5匪後，進 行於900°C下保持60秒之熱軋板退火後，進行酸洗及冷 軋製至板厚0. 35mm。此處，由於Ti量超過本發明的範圍 之鋼G於冷軋製後產生多處斑痕缺陷，故未再進行其後之 處理。又，Si量高達4. 3%、幾乎不含Ti之鋼N、與Si 量超過本發明範圍之鋼P，由於在冷軋製中鋼板斷裂，故 未再進行其後之處理。然後，以表2所示之條件進行均熱 鲁時間20秒之最終退火。又，爐内張力之測定，係藉由將 荷重單元（1 oad ce 11)安裝於轴承下部之張力測定報 (tension meter roller)方式之爐内張力計測定。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 32 1312371 [表1]
鋼 化學成分(質量%) Ti/(C+N) Si Μη A1 P S c N Ti C+N A 2.8 0.45 0.35 0.01 0.001 0.0025 0.0023 0.0009 0.0048 0.2 B 2.8 0.44 0.36 0.01 0.002 0. 0012 0.0018 0.056 0.0030 18.7 C 2.9 0.42 0.35 0.02 0.005 0. 0017 0.0019 0.14 0.0036 38.9 D 2.9 0.44 0.36 0.01 0.001 0.0045 0.0033 0.35 0.0078 44.9 E 2.8 0.52 0.35 0.02 0.002 0.0008 0.0015 0.55 0.0023 239.1 F 3.4 0.05 0.001 0.01 0.0004 0.0023 0.0031 0.75 0.0054 138.9 G 2.9 0.05 0.001 0.01 0. 0015 0.0018 0.0022 0.88 0.0040 220.0 Η 2.9 0.05 0.001 0.01 0. 0015 0.0020 0.0020 0.73 0.0040 182.5 I 2.8 0.42 0.36 0.02 0.002 0.0021 0.0022 0.062 0.0043 14.4 J 2.8 0.40 0.36 0.02 0.002 0.0048 0.0076 0.55 0.0124 44.4 K 2.9 0.06 0.001 0.01 0.001 0.0025 0.0026 0.41 0.0051 80.4 L 3.8 0.07 0.001 0.01 0.001 0.0023 0.0028 0.40 0.0051 78.4 Μ 4.3 0.05 0.001 0.01 0.0005 0.0024 0.0026 0.41 0.0050 82.0 N 4.2 0.05 0.001 0.01 0.0008 0.0025 0.0025 0.0005 0.0050 0.1 0 3.3 0.45 1.0 0.02 0.001 0.0032 0.0023 0.42 0.0055 76.4 P 5.2 0.05 0.001 0.01 0. 0005 0.0028 0.0022 0.41 0.0050 82.0 Q 1.8 2.0 1.0 0.12 0.001 0.0013 0.0015 0.20 0.0028 71.4 R 1.8 2.0 1.0 0.12 0.001 0.0012 0.0016 0.03 0.0028 10.7
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 33 1312371 就如此得到的鋼板之機械特性，用與軋製方向平行地裁 切之JIS5號拉伸試驗片進行評估，並就磁特性，採取於 軋製方向及垂直於軋製方向為同數量的艾普士他因試驗 片（Epstein test pieces)進行評估。 再將鋼板沿軋製方向裁切，研磨其厚度截面進行組織觀 察，求出再結晶組織面積比例。於最終退火溫度500°C以 上之組織，以再結晶部除外的面積視為回復組織比例。 再者，依據JISC2550測定退火前後的鋼板之平坦度 (flatness) ° 以上之測定及評估結果併記於表2。
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 34 1312371 [表2]
鋼G :於冷軋製時多處產生斑痕，未進行其後之處理 鋼N、P ··由於冷軋製時已斷裂，故未進行其後之處理 312XP/»W#(»)/96-〇3/95147048 35 1312371 2 Γ :用以往之組成的鋼A作為材料於軋製後之狀態 、、〇. /、退火溫度於未達鋼的回復溫度（400°c)下進行 2的:〇:2’係由1〇〇%加工組織所構成，雖拉伸強度高， 貝部者地變差。又，於60(TC〜6啊下進行退火之殘 組織的Νο·3及n〇.4,具有高強度，鐵損亦有改 傾向’惟，平坦度於退火前後幾乎無改善，於鋼板形 片、方面亦不佺。另一方面，未再結晶粒之面積率未滿5⑽ 而X再、％ aa粒為主體的Ν。· 5與i 5b ’其強度降低顯著。 ^鋼中Τι I未達c+N的16倍的No. 33及No. 41，未能 得到充分的強度；C+N超過〇 〇1〇%的N〇 34之鐵損高。 相對於此，用由本發明之鋼組成所構成的鋼之發明例
No· 6 15 17〜19、32、35〜38及40，顯示高強度與低鐵損 性，且於鋼板形狀亦優。 又鋼中Si量超過4. 0%的No· 37及Si+Al量超過4. 0% 的No. 38’熱軋板退火後之彎曲特性分別為27次及23次。 相對於此，於其他發明例皆為4〇次以上，製造性更優異。 此處，彎曲特性，係於溫度30°C下以彎曲半徑i5mm、彎 曲角度90。進行反覆彎曲試驗，以至鋼板發生裂痕止之次 數作評估。 (實施例2 ··發明（1)、⑵） 對表1之鋼A及D之扁鋼坯進行熱軋製至2mm後，進行 於80(Tc下保持6〇秒之熱軋板退火後，進行酸洗並進行 冷軋製至板厚〇. 35mm，製作成鋼捲。對得到之鋼捲以表3 所示之條件以連續退火爐進行最終退火，進行與實施例1 12XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 36 1312371 同樣之評估。 其結果一併記於表3。由表3可知：鋼a及D，於較低 退火溫度之65(TC下，即使提高爐内張力，鋼板形狀之改 善程度亦小。另一方面，退火溫度提高至8〇〇t，並使爐 内張力控制於本發明之範圍内之鋼捲的鋼板形狀得到顯 著的改善。於以往的鋼Α由於強度大幅降低而無法作為高 強度材使用，相對於此，藉由此退火，本發明例之鋼D則 可兼顧高強度與優異的鋼板形狀。 又，於爐内張力超過適當範圍之上限20MPa的情況，鐵 損增加，鋼板形狀亦變差。
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 37 1312371 [表3]
No. 鋼 No. 最終退 火溫度 (°C) 爐内 張力 (MPa) 鐵損 Wl0/400 (W/kg) 拉伸 強度 TS (MPa) 回復 組織 比例 (%) 再結晶 組織 比例 (%) 退火前 平坦度 (%) 退火後 平坦度 (%) 備註 20 A 650 5 40. 1 704 65 35 3.6 3.1 比較例 21 A 650 15 39.5 701 63 37 3.6 2.8 比較例 22 A 800 5 22. 5 550 0 100 3.5 1.9 比較例 23 A 800 15 21. 7 548 0 100 3.6 1.4 比較例 24 D 650 5 61.3 998 100 0 3.4 3.1 發明例 25 D 650 20 62.3 1009 100 0 3.4 2.6 發明例 26 D 800 1.5 32.3 681 78 22 3.4 2.8 發明例 (製法不適 合） 27 D 800 5 32.1 688 77 23 3.3 2.0 發明例 28 D 800 10 31.9 685 75 25 3.4 1-7 發明例 29 D 800 15 31.9 679 78 22 3.4 1.6 發明例 30 D 800 20 32.5 682 78 22 3.4 1.6 發明例 31 D 800 23 37.8 680 78 22 3.4 2.2 發明例 (製法不適 合）
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 38 1312371 (實施例3 :發明（1)、（2)) 對表4所示之組成之扁鋼坯以下述a~c中之條件進行冷 軋製至最終板厚。 • a :熱軋製至板厚2. Omm後，不施行熱軋板退火，進行 .溫軋製至最終板厚0. 35mm(板溫250°C ) b :熱軋製至板厚3. 8mm後，不施行熱軋板退火，進行 冷軋製至1. 5mm，然後，進行於1 000°C保持30秒之中間 退火後，進行冷軋製至最終板厚0.35mm 籲 c :熱軋製至板厚2. 5mm後，進行於1 050°C保持30秒 之熱軋板退火後，進行冷軋製至1. 01 mm，然後，進行於 1000°C保持30秒之中間退火後，進行溫軋製（板溫200°C ) 至最終板厚0.20mm 然後，以表5所示之條件進行均熱時間10秒之最終退 火，進行與實施例1同樣的評估，結果一併記於表5。各 本發明鋼皆兼顧優異的強度及磁特性。
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 39 1312371 [表4] 鋼 化學成分（質量％) Ti/(C+N) Si Μη A1 P S c N Ti C+N 其他 S 2.8 0.45 0. 35 0. 01 0.001 0. 0020 0.0018 0.35 0.0038 Ni: 3.4 92.1 T 2.8 0.44 0.35 0.01 0.001 0.0021 0.0020 0.36 0.0041 Sb: 0.08 87.8 U 2.8 0.45 0.34 0.02 0.001 0. 0022 0.0017 0.35 0.0039 Sn: 0.03 89.7 V 2.8 0.46 0.34 0. 01 0.002 0.0019 0. 0022 0.33 0.0041 B: 0.002 Ca: 0. 002 80.5 W 2.8 0.45 0.36 0. 01 0.001 0. 0023 0.0018 0.35 0.0041 Sb: 0.05 REM: 0.004 85.4 X 2.8 0.45 0.35 0.01 0.001 0.0022 0.0019 0.34 0.0041 Co: 2.5 82.9 Y 2.8 0.43 0.35 0.01 0.001 0. 0020 0. 0019 0.35 0.0039 Ni: 4.3 Sn: 0.08 B: 0.003 89.7
[表5]
No. 鋼 No. 軋製 餅 最終退 CC) 爐内 m (MPa) 鐵損 Wl剛 (W/kg) 拉伸 強度 TS (MPa) 回復 組織 比例 (%) 再結晶 組織 比例 (°/〇) 平祕 (%) 耿後 (%) 42 S a 800 10 33.5 768 77 23 3.8 2.0 發明例 43 T a 770 10 35 785 89 11 3.9 2.2 發明例 44 u a 850 10 32 707 60 40 3.9 1.8 發明例 45 V b 800 15 33 772 74 26 3.9 2.0 發明例 46 w b 720 15 42 840 100 0 3.6 2.0 發明例 47 X C 780 15 28 855 88 12 4.1 1.9 發明例 48 Y C 720 15 25 924 100 0 4.2 2.1 發明例 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 40 1312371 (實施例4 :發明（3)、（4)) 對表6所示之成分組成之扁鋼述進行熱軋製至2mm後， 進行於900°C下保持60秒之熱軋板退火後，進行酸洗並 - 進行冷軋製至板厚0. 35mm，然後，進行於950°C下保持 ,30秒之最終退火。 此時，將熱軋退火板裁切成30mm寬，於溫度30°C下以 彎曲半徑15mm、彎曲角度90 °進行反覆彎曲試驗 (repetition bending test)，以進行製造線上之鋼板通 •行性之模擬評估。並測定前述熱軋製退火板之端面的邊緣 裂痕深度作為冷軋製性之評估。 對如此得到之電磁鋼板之機械特性（抗張力TS )、疲勞 特性（疲勞極限強度FS)及磁特性（磁通密度B5〇、高頻鐵損 Wl 0/1 00 0 )進行查察*其結果記於表7。 又，各特性之評估方法如下述。 機械特性係用JIS5號拉伸試驗片進行評估。 疲勞特性之評估，係與軋製方向平行地裁切出試驗片， ®對平行部端面以800號砂紙研磨後，進行應力比：0. 1、 頻率：20Hz之部分拉伸（拉伸-拉伸），以經1000萬（107) 循環後亦未發生板斷裂之最大應力（疲勞極限強度FS)作 評估。 磁特性，係採取於軋製方向及垂直於軋製方向為同數量 的艾普士他因試驗片（Epstein test pieces)進行評估。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 41 1312371 [表6] 鋼 化學成分（質量幻 (Ti+V) /(C+N) Si Μη A1 Ni P s c N C+N Ti V 1 4.21 0.05 0 0 0.01 0.001 0.0018 0. 0023 0. 0041 0.001 0 0^2 2 4.18 0.05 0 0 0.01 0. 002 0.0019 0. 0025 0. 0044 0.01 0 2^3 3 4. 20 0. 04 0 0 0. 02 0.002 0. 0017 0. 0022 0. 0039 0.05 0 12.8 4 4.20 0.05 0 0 0.01 0.001 0.0015 0.0023 0. 0038 0.071 0 18.7 5 4.11 0.04 0 0 0.02 0.002 0.0019 0. 0028 0. 0047 0.15 0 31.9 6 4. 29 0.04 0 0 0.01 0.002 0. 0022 0. 0026 0. 0048 0.31 0 64.6 7 4.11 0.05 0 0 0.01 0.001 0. 0024 0. 0022 0. 0046 0.49 0 106.5 8 4.10 0.06 0 0 0.01 0.002 0.0022 0.0024 0. 0046 0.75 0 163.0 9 4.21 0.06 0 0 0.01 0.001 0.0019 0.0021 0.0040 1.19 0 297.5 10 4.19 0.05 0 0 0.01 0.002 0. 0042 0. 0035 0. 0077 0. 0005 0 11 4.10 0. 04 0 0 0.02 0.002 0. 0044 0. 0036 0. 0080 0. 04 0 5J 12 4.20 0. 04 0 0 0.01 0.001 0. 0038 0. 0038 0. 0076 0.08 0 10.5 13 4.11 0.04 0 0 0.02 0.002 0. 0041 0. 0040 0. 0081 0.12 0 14.8 14 4.10 0.05 0 0 0.01 0.001 0. 0048 0. 0044 0. 0092 0.198 0 21.5 15 4.21 0.06 0 0 0.01 0.002 0. 0047 0. 0039 0. 0086 0.31 0 36.0 16 4.10 0. 05 0 0 0.01 0.002 0.0048 0. 0033 0.0081 0.7 0 86.4 17 4.31 0. 06 0 0 0.01 0.001 0. 0044 0. 0030 0. 0074 0.92 0 124.3 18 4.11 0.06 0 0 0.01 0.002 0.0042 0. 0034 0. 0076 1.48 0 194.7 19 4.21 0.06 0 0 0.01 0.002 0.0153 0. 0035 0.0188 0.0007 0 0.0 20 4.10 0. 04 0 0 0.02 0.001 0.0148 0. 0038 0.0186 0. 04 0 2J, 21 4. 29 0. 04 0 0 0.01 0.002 0.0155 0. 0041 0.0196 0.11 0 5^6 22 4.10 0. 05 0 0 0.02 0. 002 0.0152 0. 0045 0.0197 0.195 0 9,_9 23 4.19 0. 05 0 0 0.01 0. 001 0.0151 0. 0046 0.0197 0.35 0 17.8 24 4.10 0. 04 0 0 0.01 0.002 0.0148 0. 0049 0.0197 0.77 0 39.1 25 4.12 0. 04 0 0 0.01 0.001 0.0152 0. 0038 0.0190 0. 95 0 50.0 26 4. 28 0.05 0 0 0.01 0.002 0. 0144 0.0031 0.0175 1.25 0 71.4 27 4.12 0.06 0 0 0. 01 0. 002 0.032 0. 0033 0. 0353 0.0008 0 〇 28 4.20 0. 04 0 0 0.02 0.001 0.033 0. 0028 0. 0358 0.098 0 2J_ 29 4. 20 0.05 0 0 0.01 0.002 0. 035 0. 0041 0. 0391 0.22 0 5^6 30 4.28 0.06 0 0 0.01 0. 002 0.032 0. 0044 0. 0364 0.43 0 11.8 31 4.11 0. 05 0 0 0.02 0.001 0.033 0. 0041 0. 0371 0.62 0 16.7 32 4.19 0.04 0 0 0.01 0. 002 0.033 0. 0036 0. 0366 0.82 0 22.4 33 4.11 0.04 0 0 0. 02 0.002 0.031 0. 0046 0. 0356 1.03 0 28.9 58 3.22 0.05 0 0 0.01 0.001 0. 0025 0. 0022 0. 0047 0.48 0 102.1 59 3. 71 0.05 0 0 0.01 0.001 0. 0024 0. 0024 0. 0048 0.48 0 100.0 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 42 1312371 [表7]
鋼 熱軋板 彎曲次數 (次） 冷軋板邊緣 裂痕深度 (mm) TS (MPa) FS (MPa) ΒδΟ (T) WlO/lk (W/kg) 備註 1 4.0 3.7 621 528 1.69 78 比較例 2 3.8 1.4 630 529 1.69 79 比較例 3 8.2 1.1 671 570 1. 67 83 比較例 4 24.5 0.4 669 575 1.67 84 發明例 5 28.8 0.2 697 599 1.66 86 發明例 6 29.0 0.3 756 643 1.64 92 發明例 7 31.0 0.4 825 701 1.63 96 發明例 8 28.0 0.4 919 772 1.60 104 發明例 9 8.5 5.0 1090 850 1.56 122 比較例 10 3.0 5.4 632 525 1.69 83 比較例 11 3.0 4.1 635 545 1.67 88 比較例 12 5.5 3.5 695 570 1.66 95 比較例 13 10.4 1.3 735 610 1.66 96 比較例 14 23.9 0.7 755 634 1.65 99 發明例 15 24.8 0.5 799 687 1.64 106 發明例 16 26.5 0.7 950 808 1.60 119 發明例 17 9.0 0.6 1050 872 1.58 129 比較例 18 7.0 5.6 1220 1000 1.52 159 比較例 19 1.0 9.0 638 523 1.68 95 比較例 20 0.5 9.0 680 537 1.67 117 比較例 21 2.0 6.2 715 551 1.64 144 比較例 22 2.6 5.0 791 593 1.61 153 比較例 23 7.2 3.5 853 631 1.59 161 比較例 24 11.9 3.1 1006 734 1.55 180 比較例 25 6.2 4.8 1080 778 1.53 182 比較例 26 3.9 6.8 1195 848 1.50 191 比較例 27 1.0 9.0 651 508 1.67 118 比較例 28 0.5 9.0 733 535 1.64 159 比較例 29 1.4 9.0 855 581 1.61 190 比較例 30 0.5 5.8 1000 610 1.59 224 比較例 31 3.4 4.5 1065 660 1.57 229 比較例 32 7.2 4.3 1138 694 1.55 239 比較例 33 1.5 6.7 1218 706 1.53 243 比較例 58 76 0.1 587 464 1.66 117 比較例 59 43 0.3 762 609 1.65 101 發明例 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 43 1312371 如表7所示，可知：依照本發明使Si超過3. 5%，對C、 N量加以控制，且添加適量的T i之發明例，皆有優異的 製造性、高抗張力與疲勞限度，且可得到良好的磁特性。 •(實施例5 :發明（3)、（4)) 對表8所示之成分組成之扁鋼链進行熱軋製至板厚2mm 後，進行於900°C下保持60秒之熱軋板退火後，進行酸 洗，然後進行冷軋製至板厚0. 25匪，然後，進行於950 °C下保持30秒之最終退火。 • 此時，將熱軋退火板裁切成30mm寬，於溫度30°C下以 弯曲半徑15mm、·彎曲角度90 °進行反覆彎曲試驗，以進行 製造線上之鋼板通行性之模擬評估。並測定軋製端面的邊 緣裂痕深度作為冷軋製性之評估。 對如此得到之電磁鋼板之機械特性（抗張力TS )、疲勞 特性（疲勞極限強度FS)及磁特性（磁通密度B5〇、高頻鐵損 WlO/l。。。）進行查察，其結果示於表9。
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 44 1312371 [表8] (Ti+V) /(⑽ 儺主 Si Μη A1 Ni P s c N C€ Ti V 期也 34 3.62 0.12 0 0 0.01 0.001 0.0111 0.0028 0.0139 0.058 0.045 - 1Λ ttfef列 35 3.68 0.11 0 0 0.01 0.002 0.0015 0.0023 0.0038 0.52 0 &1： 0.025 136.8 獅丨J 36 3.90 0.13 0 0 0.02 0.002 0.0019 0.0028 0.0047 0.52 0 - 110.6 鋼胸 37 411 0.14 0 0 0.01 0.001 0.0024 0.0022 0.0046 0.49 0 - 106.5 38 462 0.13 0 0 0.02 0.002 0.0022 0.0015 0.0037 0.50 0 Ca: 0.0018 135.1 鑛列 39 489 0.11 0 0 0.01 0.002 0.0022 0.0019 0.0041 0.51 0 — 1214 翁列 40 5.20 0.14 0 0 0.01 0.001 0.0024 0.0022 0·_ 0.52 0 - liao ttfei列 41 5.62 0.12 0 0 0.01 0.002 0.0022 0.0024 0.0046 0.75 0 - i6a o _列 42 a7i 2,10 0 0 0.01 0.001 0.0019 0.0021 0.0040 0.35 0 B:0.0012 87.5 侧列 43 3.69 0.05 1.82 0 0.01 0.002 0.0015 0.0035 0.0050 0.35 0 - 70.0 44 a68 0.04 0 1.91 0.02 0.002 0.0019 0.0015 0.0034 0 0.55 - 161.8 綱列 45 3.71 0.04 0 a22 0.01 0.001 0.0024 0.0019 0.0043 0.25 0.34 Sb: 0.095 137.2 侧歹丨J 46 3.70 0.04 0 489 0.02 0.002 0.0011 0.0024 0.0035 0.73 0 〇D： 1.21 2〇a6 侧列 60 411 0.14 0 0 0.01 0.001 0.0033 0.0035 0.0068 0.04 0.05 - ia2 _列 61 411 0.14 0 0 0.01 0.001 0.0034 0.0033 0.0067 0.04 0.30 — 50.7 顧列 62 411 0.14 0 0 0.01 0.001 0.0033 0.0034 0.0067 0.40* 0.50* - 1343 t嫩列 • *) Ti+V>0· 8% 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 45 1312371 [表9]
鋼 熱軋板 彎曲次數 (次） 冷軋板邊緣 裂痕深度 (mm) TS (MPa) FS (MPa) ΒδΟ (T) WlO/lk (W/kg) 備註 34 6.4 4.7 602 457 1.69 115 比較例 35 37 0.2 765 650 1.65 71 發明例 36 34 0.6 790 672 1.64 72 發明例 37 32.5 0.7 795 684 1.64 72 發明例 38 27.5 0.9 843 717 1.62 72 發明例 39 19 0.9 870 731 1.61 77 發明例 40 5.3 2.9 910 564 1.60 81 比較例 41 2.2 5.4 1025 574 1.57 85 比車交例 42 15.2 0.6 764 634 1.65 102 發明例 43 22.2 0.5 778 661 1.59 63 發明例 44 26 0.7 769 661 1.65 61 發明例 45 23.3 0.5 840 772 1.64 69 發明例 46 20.5 0.4 957 818 1.63 72 發明例 60 5.5 6.4 631 538 1.68 74 比車交例 61 28.3 0.8 736 604 1.65 72 發明例 62 3.5 5.1 1010 688 1.51 86 比較例
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 46 1312371 如表9所示般，可知：使鋼板成分控制於滿足本發明之 C、N量加以控制，且添加適量的T i、V之發明例，皆有 優異的製造性、高抗張力與疲勞限度，且可得到良好的磁 - 特性。 . 另一方面，Si添加量若超過5%，熱軋板之彎曲性、冷 軋製性會大幅降低，且儘管有高抗張力，疲勞極限強度卻 有降低之傾向。 (實施例6 :發明（3)、（4)) 鲁對表10所示之成分組成之扁鋼坯進行熱軋製至板厚 2. 2mm後，進行於80 0 °C下保持9 0秒之熱軋板退火後，進 行酸洗，然後進行冷軋製至板厚0.30mm，然後，進行於 1000°C下保持30秒之最終退火。僅No. 67省略熱軋退火， 採用熱軋製至板厚3. 0mm—無熱軋板退火-> 溫軋製至板厚 1. 5mm(板溫280°C )-> 900°C-30秒中間退火—冷軋製至最 終板厚0. 30匪之軋製步驟。 又，將熱軋退火板（No. 67為熱軋板）裁切成30mm寬， •於溫度30°C下以彎曲半徑15匪、彎曲角度90°進行反覆 彎曲試驗，以進行製造線上之鋼板通行性之模擬評估。並 測定軋製端面的邊緣裂痕深度作為冷軋製性之評估。 對如此得到之電磁鋼板之機械特性（抗張力TS)、疲勞 特性（疲勞極限強度FS)及磁特性（磁通密度B5。、高頻鐵損 WlO/lOOO )進行查察，其結果示於表11。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 47 1312371 [表 10] 化學成分(質量%) (Nb+Zr)/(C+N) 備註 Si Μη A1 Ni P s c N C+N Nb Zr Ti V 其他 47 4.51 0.11 0.32 0 0.02 0.002 0.0008 0.0015 0.0023 0.014 0 0 0 - 6J _例 48 4.62 0.12 0.32 0 0.01 0.002 0.0009 0.0013 0.0022 0.076 0.008 0 0 Ca: 0.0030 38.2 發明例 49 4.53 0.11 0.34 0 0.02 0.001 0.0015 0.0025 0.0040 0.16 0.05 0 0 _ 52.5 發明例 50 4.51 0.14 0.35 0 0.01 0.001 0.0019 0.0025 0.0044 0.42 0 0 0 Sn: 0.082 95.5 發明例 51 4.58 0.15 0.33 0 0.02 0.002 0.0022 0.0019 0.0041 0.68 0.15 0 0 - 202.4 比較例 52 4.43 0.10 0.28 0.5 0.01 0.002 0.0031 0.0010 0.0041 0.03 0 0.17 0 - 48.8« 發明例 53 4.43 0.13 0.32 0 0.01 0.001 0.0021 0.0025 0.0046 0 0.15 0.10 0.10 - 76.1« 發明例 Sn:0.05 REM: 63 4.20 0.10 0.28 0.2 0.01 0.001 0.0022 0.0023 0.0045 0.10 0.10 0.10 0.10 0.002 88.9« 發明例 Ca: 0.002 64 4.20 0.10 0.28 0.2 0.01 0.001 0.0036 0.0040 0.0076 0.04 0.03 0 0 - i2 65 4.20 0.10 0.28 0.2 0.01 0.001 0.0035 0.0038 0.0073 0.05 0.04 0 0 - 12.3 發明例 66 4.20 0.10 0.28 0.2 0.01 0.001 0.0036 0.0039 0.0075 0.30 木 0.30* 0 0 - 80.0 _例 67 4.43 0.10 0.28 0.5 0.01 0.002 0.0031 0.0010 0.0041 0.03 0 0.17 0 一 48.8« 發明例
*) Nb+Zr>0.5°/〇 **) (Ti+V+Nb+Zr)/(C+N)
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 48 1312371 [表 11] 鋼 熱軋板 彎曲次數 (次） 冷軋板邊緣 裂痕深度 (mm) TS (MPa) FS (MPa) ΒδΟ (T) WlO/lk (W/kg) 備註 47 2.5 5.0 678 502 1.66 71 比較例 48 23.6 1.2 706 551 1.65 73 發明例 49 22.1 0.9 758 599 1.64 74 發明例 50 17.1 1.7 862 672 1.61 74 發明例 51 6.2 6.3 1055 749 1.55 82 比較例 52 16.5 0.9 855 668 1.61 76 發明例 53 12.0 0.9 887 691 1.60 77 發明例 63 26.5 0.4 808 701 1.62 76 發明例 64 1.0 12.5 576 389 1.62 78 比較例 65 18.3 0.6 723 586 1.62 74 發明例 66 6.5 4.5 660 461 1.55 83 比車交例 67* 43.5 0.4 903 710 1.58 78 發明例
*)熱軋至板厚3. 無熱軋板退火—溫軋製至板厚1.5mm(板溫280°C) 900°C-30秒中間退火-> 冷軋至最終板厚0. 30iran
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 49 1312371 · 如表11所示般，使鋼板成分控制於滿足本發明之C、N 量，且添加最適之Nb、Zr或更添加Ti、V的發明例，皆 有優異的製造性、高抗張力與疲勞限度，且有良好的磁特 • 性。 -(實施例7 :發明（3)、（4)) 對作成為本發明的鋼組成之組成為3. 9%Si、0. 14%Mn、 0.33%A1、2.67%Ni、0.02%P、0.002%S、0.0009%C、 0. 0018M、0. 28%Ti 及 0. 055Sn 組成（Ti/(C+N) = 103. 7)之 鲁扁鋼坯，進行熱軋製至板厚為2mm後，進行於1000°C下 保持60秒之熱軋板退火，然後，進行酸洗，接著進行冷 軋製成各種板厚，然後，進行於950°C下保持30秒之最 終退火，就板厚對各特性的影響進行查察。 得到之結果示於表12。
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 50 1312371 [表 12] 鋼 板厚（mm) TS(MPa) FS(MPa) Bs〇(T) WlO/lk(W/kg) 備註 54 0.35 776 667 1.65 91.0 發明例 55 0.20 781 656 1. 65 52.4 發明例 56 0.15 769 638 1. 65 44.2 發明例 57 0.11 782 555 1.65 39.4 發明例（適用範圍外）
312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 51 1312371 如表12所示般’藉由使板厚作 高頻鐵損特性。又，抗張力於可大幅改善 然而，疲勞限度於板厚〇 Μ 板厚下皆大致相同。 (產業上之可利用性 —以上有顯著地改善。 依據本發明，猎由限定成分組成或更進 型二可於不增加鋼板製造上的限制與額外步驟下安= 製得疲勞特性優異、且姑报业β其 也 電磁鋼板。 且板㈣及磁特性皆優異之無方向性 【圖式簡單說明】 圖1為表示Ti量（橫座標：單位=f量％)及退火溫度（縱 座標：單位=。〇與再結晶率（圓内的數字：單位=面積 的關係之圖。 ' 圖2為表示鋼中之（C+N)量（橫座標：單位=質量％)對製 造線之鋼板通行性（彎曲次數X縱座標：單位=次數）的影 響之曲線圖。 如 % 圖3為表示鋼中之（C+N)量（橫座標：單位=質量％)對冷 軋製性（軋製板端面之邊緣裂痕深度X縱座標：單位=mm) 的影響之曲線圖。 圖4為表示於4種水準的鋼中（c+Ν)量下之鋼中Ti量 (橫座標：單位=質量％)對製造線之鋼板通行性（彎曲次 數）（縱座標：單位=次數）的影響之曲線圖。 圖5為表示於4種水準的鋼中（C+Ν)量下之Ti/(C+N)比 (橫座標）對製造線之鋼板通行性（彎曲次數）（縱座標··單 位=次數）的影響之曲線圖。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 52 1312371 f 6為表示於4種水準的鋼中（c+n)量下之鋼中η量 (板座標：單位=質量%)對冷軋製性(軋製板端面之邊緣裂 痕冰度）（縱座標：單位=mm)的影響之曲線圖。 圖7為表示於4種水準的鋼中（C+N)量下之Ti/(c+趵比 對冷軋製性（軋製板端面之邊緣裂痕深度）（ =顏）的影響之曲線圖。 早位 圖8為表示於4種水準的鋼中（C+N)量下之鋼中Ti量 (橫座標：單位=質量％)對抗張力（ts)(橫座標：單位=MPa) 的影響之曲線圖。 圖9為表示於4種水準的鋼中（C+N)量下之鋼中Ti量 (橫座標：單位=質量％)對疲勞限度（FS)(橫座標：單位= 的影響之曲線圖。 圖10為表示於4種水準的鋼中（c+N)量下之鋼中Ti量 (橫座標：單位=質量％)對高頻鐵損（w 10/1000 )(縱座標：單位 =W/kg)的影響之曲線圖。 又，於圖4〜10中，♦為c+N : 0· 0038〜0. 〇〇48質量％、 _為〇+化 0.0074~0.0092 質量％、^為〇+化0.0175〜0.0196 質量％、X為 C+N : 0. 0353〜0. 0391 質量％。 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 53
Claims (1)
1312371 十、申請專利範圍： 1. 一種高強度無方向性電磁鋼板，其特徵在於， 其成分組成為，以質量％計含有： C及N : C為〇. 〇1〇%以下及N為〇. 〇1〇%以下，且抑制於 C+N^ 〇. 010% ； 、 Si · 1.5%以上且5.0%以下； Μη : 3. 0%以下； A1 : 3. 0 % 以下； > P : 0. 2%以下；以及 S : 0. 01%以下；進一步， 3有Ti . 0.05%以上且0.8%以下，且為滿足Ti/(c+N) 2 16之範圍； 其餘部分為Fe及不可避免之雜質； 而且鋼板中未再結晶回復組織之存在比率為面積率5〇% φ 2.如申請專利範圍第1
〇· 01%及 Co : 〇. 2〜5. 0%。 項之高強度無方向性電磁鋼 »i · 1.5%以上且4·〇%以下。 2項之高強度無方向性電磁鋼 4. 一種尚強度無方向性電磁鋼板，其特徵在於， 其成分組成為，以質量％計含有： 54 312XP/發明說明書(補件)/96-〇3/95147048 1312371 C及N. C為〇·〇1〇%以下及N為0.010%以下’且定為c+N ^ 0. 010% ; Si :超過3. 5%且5. 0%以下； Μη : 3. 0%以下； Α1 : 3. 0%以下； Ρ : 0. 2%以下；以及 S: 0.01%以下’或者進一步含有Ni : 5.0%以下； 此外’含有Ti、V中之任1種或2種’其合計為on% 以上且0.8%以下’且為滿足（Ti+v)/(C+N)216之範圍； 其餘部分為Fe及不可避免之雜質。 5. —種高強度無方向性電磁鋼板，其特徵在於， 其成分組成為，以質量％計含有： C及N : C為〇. 〇1〇%以下及n為〇. 〇1〇%以下，且定為C+N ^ 0.010% ; Si :超過3. 5%且5.0%以下； Μη : 3. 0%以下； Α1 : 3· 0%以下； Ρ : 0. 2%以下；以及 S : 0. 01%以下，或者進一步含有Ni : 5. 〇%以下； 此外，含有Mb、Zr中之任1種或2種，其合計為ο·”％ 以上且0· 5%以下，且為滿足（Nb+Zr)/(C+N) g 10之範圍； 其餘部分為Fe及不可避免之雜質。 6. —種高強度無方向性電磁鋼板，其特徵在於， 其成分組成為，以質量％計含有： 312XP/發明說明書(補件)/9卜〇3/95147048 55 1312371 C及N : C為0. 010%以下及N為〇. 010%以下，且定為C+N ^ 0.010% ； Si :超過3. 5%且5. 0%以下； Μη : 3. 0%以下； -Α1 : 3. 0%以下； Ρ : 0· 2%以下；以及 S: 0.01%以下，或者進一步含有Ni : 5.0%以下； 此外，含有Ti、V中之至少1種與肋、Zr中之至少丄 鲁種’其為滿足 〇. 01% $ (Ti+v+Nb+Zr) S 0· 5% 且（Ti+v +Nb+Zr)/(C+N)gl6 之範圍； 其餘部分為Fe及不可避免之雜質。 7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之高強度無方向 性電磁鋼板，其中，進一步含有選自下述所構成的群中之 1種或2種以上；以質量％計之处：0. 002〜0. 1%、Sn : 0.002〜0.1%、B. G.GG1 〜〇.〇l%、Ca: 0.001 〜0.01%、Rem : I 0.00卜0.01 %及 Co: 0.2〜5.0%。 8. —種高強度無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵在 於， 對具有下述成分組成之扁鋼述進行熱軋製， 然後，進行冷軋製或溫軋製，作成最終板厚之冷軋鋼捲 後， 於進行最終退火時，於退火溫度為7〇(rc以上且85〇它 以下、爐内張力為2. 5MPa以上且20MPa以下進行該最終 退火； ' 312XP/發明說明書(補件)/96-03/95147048 56 1312371 上述成分組成係以質量％計含有： C及N: C為〇. 010%以下及N為〇. 〇1〇%以下，且抑制於 ^ 0. 010% ； ' Si :1. 5%以上且5. 〇%以下； Μη :3 · 0 %以下； A1 :3· 0%以下； P ： 〇 · 2質量％以下； _ S: 0.01質量％以下；進一步 含有: 0.05質量％以上且〇.8質量％以下，且為滿足 Ti/(C+N) g 16 之範圍。 9. 種向強度無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵在 於， … 對申請專利範圍第4至7項中任—項所示之組成的扁鋼 坯進行熱軋製後，視需要施行熱軋板退火， 然後，藉由進行一次冷軋製或溫軋製，或夾入中間退火 鲁之二次以上之冷軋製或溫軋製，藉以作成最終板厚， 然後，於退火溫度：70(rc以上且1〇5〇。〇以下的條件下 進行最終退火。 10. 如申請專利範圍第9項之高強度無方向性電磁鋼板 之製造方法，其中，上述最終板厚定為0.15mm以上。 312XP/發明說明書(補件)/96_03/95147〇48 57
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