Для получения высоких электромагнитных свойств холоднокатаной текстурованной стали с ребровой текстурой необходимым условием является создание текстуры с малыми углами отклонения отдельных кристаллитов от идеальной ориентации. Согласно рис. 2-6, когда средние углы отклонения превышают 15°, сталь можно относить к категории малотекстурованной или даже нетекстурованной.
В настоящее время в стали Э330А средние углы отклонения кристаллитов от идеальной ориентации составляют 5—7°, что обеспечивает среднее значение индукции
В2500=1,9 тл. В сталях некоторых марок (VC-9, М3-Н) типичные значения B2500 указываются 1,97 тл, что соответствует средним углам рассеивания кристаллитов, равным 3°.
Создание остро выраженной текстуры стали является одним из основных факторов в повышении индукций в средних и сильных магнитных полях и в снижении удельных потерь. В [Л. 1-55] было показано применительно к сталям Э330 и Э330А, что повышение магнитной индукции В2500 с 1,85 до 1,94 гл вызывает снижение удельных потерь p1,5/50 на 0,17 вт/кг, т. е. каждая 0,01 тл в указанных пределах приводит к изменению удельных потерь p1,5/50 почти на 0,02 вт/кг. Такое влияние углов рассеивания на удельные потери может быть не совсем однозначным, так как нужно еще учитывать характер рассеивания кристаллитов от идеальной ориентации.
Если обозначить α — угол отклонения оси [001] в плоскости листа от направления прокатки; β — угол отклонения оси [001] от плоскости прокатки; γ — угол вращения плоскости (110) вокруг направления прокатки, то экспериментальные данные [Л. 2-34] показывают, что влияние угла α на удельные потери является примерно в 2 раза большим, чем угла β. Меньшее влияние угла γ на удельные потери можно связать с тем, что образуемые в этом случае поверхностные домены сложной формы в какой-то степени снижают среднюю ширину доменов, что в соответствии с (1-13) должно уменьшить потери на вихревые токи.
Можно поставить вопрос о предельных углах отклонения α, β и у, при которых будет происходить еще снижение удельных потерь. Если положить α≈β≈γ≈0, то будем иметь псевдомонокристаллы, в которых домены из одного зерна будут переходить в другое и их ширина будет пропорциональна не корню квадратному из поперечника одного зерна, а длине зерен, по которым проходят сквозные домены. Если углы α больше 2—3°, то домены, переходящие из одного зерна в другое, не образуются. Углы β и γ желательно тоже иметь малыми.
Таким образом, при создании островыраженной кристаллографической текстуры со средними углами рассеивания кристаллитов от идеальной ориентации 3° можно получить наиболее низкие удельные потери. С точки зрения физических представлений получение сильновыраженной кристаллической текстуры является только необходимым, но не достаточным условием получения низких удельных потерь.
В [Л. 1-55] показано, что между удельными потерями и магнитострикцией в холоднокатаной текстурованной стали имеется заметная связь. Коэффициент парной корреляции rр-λсоставляет 0,46, а возрастание магнитострикции насыщения с 1·10-6 до 10·10-6 приводит к увеличению удельных потерь pр1,5/50 на 0,20 вт/кг.
Если образцы холоднокатаной стали с достаточно низкими удельными потерями (pр1,5/50=1,00 вт/кг), малой магнитострикцией (λs=2·10-6) и малым содержанием углерода подвергнуть подторному отжигу при 1 000—1 100 °C с быстрым охлаждением, то в таких образцах значительно увеличивается магнитострикция и удельные потери, что видно из следующих данных:
В данном случае в металле возникли внутренние напряжения, которые резко уменьшили магнитную текстуру в стали. Расстройство магнитной текстуры в стали может произойти из-за наличия включений. В [Л. 1-55] было показано, что при изменении содержания углерода с 0,005 до 0,015% магнитострикция насыщения λs возрастает с 3·10-6 до 6·10-6. Включения в стали создают напряжения, которые отклоняют домены от направлений легкого намагничивания, тем самым разрушая магнитную текстуру. Это можно показать прямыми опытами по изучению магнитострикции насыщения образцов холоднокатаной стали, вырезанных вдоль прокатки и подвергнутых сжимающим напряжениям и на поперечных образцах — растягивающим напряжениям. Согласно данным [Л. 2-35] при сжатии продольных полосовых образцов с торцов происходит заметное увеличение магнитострикции насыщения (рис. 2-37), а для поперечных образцов растяжение приводит к существенному снижению магнитострикции (рис. 2-38). Такое заметное изменение магнитострикции вызывает изменение составляющих удельных потерь (табл. 2-15).
Изменение составляющих удельных потерь холоднокатаной стали под действием растягивающих и сжимающих напряжений
Для продольного образца увеличение магнитострикции λs=2·10-6 до 30·10-6 вызывает увеличение удельных потерь в 3 раза и главным образом за счет повышения потерь от вихревых токов, которые при λs=30·10-6 составляют 1,00 вт/кг. Для поперечного образца снижение магнитострикции приводит к заметному снижению общих потерь и потерь от вихревых токов. Все эти данные говорят о том, что для получения низких удельных потерь необходимо иметь не только островыраженную кристаллическую текстуру, но и хорошую магнитную текстуру, которая получается довольно совершенной, если внутренние напряжения сведены до минимума. В этом случае по данным [Л. 2-36] вступает в силу анизотропия формы образца.
Однако в холоднокатаной текстурованной стали промышленного производства всегда имеются напряжения, которые не позволяют получить совершенную магнитную текстуру. Кроме того, и кристаллическая текстура не всегда является островыраженной, что приводит к дальнейшему расстройству магнитной текстуры. В текстурованной листовой стали, даже при сравнительно высокой степени чистоты материала, без дополнительных обработок нельзя получить необходимую магнитную текстуру. Для создания магнитной текстуры имеется три способа: 1) отжиг стали в магнитном поле; 2) отжиг стали под натяжением; 3) комбинированный отжиг в магнитном поле под натяжением.
Работы в этом направлении были выполнены многими исследователями [Л. 2-36, 2-37].
Создание магнитного поля или растягивающих напряжений производится при конечном отжиге стали при температуре ниже точки Кюри. Из [Л. 2-38] следует, что для создания наилучшей магнитной текстуры по второму способу величина нагрузки при отжиге связана с температурой отжига следующим образом: чем ниже температура отжига, тем выше допускается оптимальная нагрузка. Однако эта оптимальная нагрузка должна быть такой, чтобы пластическая деформация полосы была минимальной.
В [Л. 2-39] рассматриваются различные режимы спрямляющего отжига ленточной стали в проходных печах для снятия рулонной кривизны. Цель отжига рулонной стали в проходных печах состоит в снятии рулонной кривизны и нанесении электроизоляционного покрытия. Отжиг ленточной стали в проходной печи происходит при натяжении, которое должно обеспечить тугую смотку
Рис. 2-39. Анизотропия удельных потерь холоднокатаной текстурованной стали.
/ — образец с покрытием; 2 — образец без покрытия.
Рис. 2-40. Кривые магнитострикции образцов холоднокатаной текстурованной стали.
1 — с покрытием; 2 — без покрытия; 3 — без покрытия с увеличенным содержанием углерода (0=0,010+0,015 %).
ленты в рулон после проходной печи. Эти натяжения согласно [Л. 2-39] приводят к незначительной пластической деформации ленты (0,1—0,2%). Если остаточные напряжения превышают 0,2%, то они заметно увеличивают удельные потери.
В настоящее время холоднокатаная текстурованная сталь выпускается, главным образом, с электроизоляционным покрытием, которое наносится перед спрямляющим отжигом ленты в проходной печи. Из-за различия линейных коэффициентов термического расширения металла и покрытия при охлаждении между ними образуются упорядоченные напряжения, которые растягивают ленту вдоль прокатки.
В работах [Л. 2-40] изучена анизотропия эффекта влияния поверхностных оксидных пленок на магнитострикцию. Установлено, что вдоль прокатки магнитострикция уменьшается, а поперек прокатки — увеличивается.
При нанесении покрытия на холоднокатаную текстурованную ленту по [Л. 2-27] величина магнитострикции насыщения изменяется следующим образом: 
Это приводит к изменению анизотропии магнитных характеристик. На рис. 2-39 по данным Чистякова В. К. и Сохиной Е. И. приводится анизотропия удельных потерь образца стали Э330А с покрытием и без него. Как следует из этого графика наличие покрытия на поверхности образца приводит к снижению удельных потерь для образцов, вырезанных под углами 0—7° к прокатке. Для φ1=8-90° удельные потери с покрытием заметно больше, чем без него.
На рис. 2-40 показаны кривые магнитострикции образцов текстурованной стали с электроизоляционным покрытием и без него.
В образцах холоднокатаной текстурованной стали с удельными потерями p1,5/50=0,9-1,0 вт/кг диапазон изменения магнитострикции показан на рис. 2-41.
