新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用高強(qiáng)度無取向硅鋼片的研究與進(jìn)展

龔 堅(jiān)，羅海文

(北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京 100083)

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新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用高強(qiáng)度無取向硅鋼片的研究與進(jìn)展

龔 堅(jiān)，羅海文

(北京科技大學(xué) 冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京 100083)

本文系統(tǒng)介紹了混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車所用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的特點(diǎn)和類型以及其對(duì)無取向硅鋼片的要求，總結(jié)出適用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的無取向硅鋼片是既要求高強(qiáng)度、疲勞性能等力學(xué)性能，也要求高磁感和低的高頻鐵損等磁性能的復(fù)合材料。全面介紹了業(yè)界領(lǐng)先的各日本鋼鐵公司關(guān)于高強(qiáng)無取向硅鋼片相關(guān)專利的具體內(nèi)容，并通過相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算分析了各專利中所涉及的技術(shù)路線，得出析出強(qiáng)化技術(shù)路線是未來發(fā)展趨勢(shì)，而其中Ti析出強(qiáng)化不可行，Nb析出強(qiáng)化可行但是成分和工藝窗口狹窄，且必須和Ni、Mn的固溶強(qiáng)化相結(jié)合；而Cu的析出強(qiáng)化途徑工藝簡(jiǎn)單且易行、成本經(jīng)濟(jì)。

混動(dòng)/電動(dòng)汽車; 驅(qū)動(dòng)電機(jī); 高強(qiáng)度無取向硅鋼; 高磁感; 低鐵損

新能源汽車是汽車未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，它包括混合動(dòng)力汽車(Hybrid EV)和電動(dòng)汽車(EV)，而這兩種汽車都需要將電池的電能通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換為汽車行駛的動(dòng)能。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是新能源車三大核心部件之一。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是新能源汽車車輛行駛中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo),它是電動(dòng)汽車的重要部件。因此，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將和現(xiàn)在廣泛使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣重要。無取向硅鋼片作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的關(guān)鍵材料，其性能又影響了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性和服役表現(xiàn)[1-3]。由于日本在新能源汽車方面處于全球領(lǐng)先位置，與其驅(qū)動(dòng)電機(jī)配套的無取向硅鋼片已經(jīng)可以工業(yè)化生產(chǎn),且生產(chǎn)技術(shù)趨于成熟。但是這一關(guān)鍵材料在我國(guó)尚不能夠工業(yè)化生產(chǎn)，需要未雨綢繆地積極研發(fā)。因此，本文介紹了新能源汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型和特點(diǎn)及其對(duì)無取向硅鋼片的要求，日本各大鋼鐵公司關(guān)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)用硅鋼片的生產(chǎn)技術(shù)的相關(guān)專利內(nèi)容，最終借助于熱力學(xué)計(jì)算工具詳細(xì)分析了專利文獻(xiàn)中報(bào)道的各種生產(chǎn)技術(shù)路線，提出了最可能實(shí)施的技術(shù)路線。

1 汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)特點(diǎn)和類型

汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同于一般工業(yè)用電機(jī)，由于其布置空間有限，必須根據(jù)具體產(chǎn)品進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以達(dá)到小型化的目的，這就要求電機(jī)的功率密度要顯著高于其他工業(yè)電機(jī)；工作溫度變化大(-40～105℃)，工作時(shí)期振動(dòng)劇烈，要求高的可靠性以保證乘車者安全，多采用為水冷；能夠?qū)崿F(xiàn)精確的力矩控制，動(dòng)態(tài)性能較好。具體來說，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工況復(fù)雜，可以說是隨機(jī)變化的。車輛的啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、停車、上坡、下坡、轉(zhuǎn)彎、變道等是隨機(jī)的；而在HEV 中，又存在多種工作模式如電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)發(fā)電、電機(jī)制動(dòng)能量回饋等，且電機(jī)具體工作于何種模式也是隨機(jī)的，這就要求電機(jī)具有如下特點(diǎn)[4-6]：轉(zhuǎn)矩、功率密度大,即在減小電機(jī)體積的同時(shí)，電機(jī)還要有足夠的轉(zhuǎn)矩和功率；電機(jī)工作速域?qū)挘赃m應(yīng)車輛的啟動(dòng)、加速、負(fù)荷爬坡、頻繁起停等復(fù)雜工況；系統(tǒng)效率高，提高電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率是提高汽車?yán)m(xù)航里程和經(jīng)濟(jì)型的重要手段；系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，要防水、防塵、防震，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性和高可靠性；電磁兼容性好，避免和減小驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)其他電器的影響；性價(jià)比高，即在保證性能的前提下，造價(jià)不能太高。電動(dòng)汽車最早采用的是直流電機(jī)系統(tǒng)，特點(diǎn)是成本低、控制簡(jiǎn)單，但質(zhì)量大，需要定期維護(hù)。隨著電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，三相交流感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)顯示出比直流電機(jī)更為優(yōu)越的性能，目前已逐步取代了直流電機(jī)控制系統(tǒng)。各種驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的基本性能比較見表1[7]。其中,異步電機(jī)主要應(yīng)用在純電動(dòng)汽車(包括轎車及客車),永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車(包括轎車及客車)中,開關(guān)磁阻電機(jī)目前主要應(yīng)用在客車中。目前在混合動(dòng)力轎車中采用的基本都是永磁同步電動(dòng)機(jī)，永磁同步驅(qū)動(dòng)是未來的發(fā)展方向，主要因其能在控制方式上可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，在結(jié)構(gòu)上可實(shí)現(xiàn)電機(jī)與齒輪箱的一體化。日本豐田公司的PRIUS 采用的永磁同步電動(dòng)機(jī)功率已達(dá)到了50kW,新配置的SUV 車型所用電機(jī)功率達(dá)到了123kW。永磁電機(jī)具有效率高、比功率大、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，采用矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可使永磁電動(dòng)機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍，因此，豐田和本田國(guó)際汽車制造商以及一汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、奇瑞等國(guó)內(nèi)廠商均在其電動(dòng)汽車中采用了永磁電機(jī)方案，推動(dòng)了車用電機(jī)向永磁化方向發(fā)展。尤其是采用了稀土永磁材料的稀土永磁電機(jī),不僅效率高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、體積小、質(zhì)量輕。它既可達(dá)到傳統(tǒng)電勵(lì)磁電機(jī)所無法比擬的高性能。根據(jù)電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車車型的開發(fā)應(yīng)用年代，日本的產(chǎn)業(yè)水平與市場(chǎng)偏好、成本核算等方面考慮，先采用感應(yīng)電機(jī)，而近幾年來在批量生產(chǎn)的日本電動(dòng)汽車車型上以采用永磁同步電機(jī)為主流。

2 汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)與無取向電工鋼片性能之間的關(guān)系

隨著我國(guó)新能源汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)將朝著永磁化、數(shù)字化和集成化方向發(fā)展。目前某些關(guān)鍵材料(如高性能硅鋼片、絕緣材料)和關(guān)鍵元器件(如IGBT、DSP 芯片)依然主要依靠進(jìn)口。作為制造電機(jī)鐵心的材料，電工鋼帶是使用最普遍的重要磁性材料，是車用電機(jī)高效、高功率密度的保障。日本新日鐵、住友金屬生產(chǎn)的電工鋼帶已用在混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，我國(guó)寶鋼集團(tuán)在“863”課題支持下，從2008 年起開展了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)用電工鋼帶研發(fā)，并已申請(qǐng)公開了一項(xiàng)專利。武鋼正在進(jìn)行高強(qiáng)度無取向電工鋼的工業(yè)試驗(yàn)，鋼鐵研究總院已開始在實(shí)驗(yàn)室通過模擬薄板坯連鑄連軋技術(shù)試制高強(qiáng)度無取向電工鋼。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率(轉(zhuǎn)矩)、效率和壽命都與所用的無取向電工鋼片有很大關(guān)系，尤其是電機(jī)轉(zhuǎn)子所用的無取向電工鋼片，磁性能決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和效率；如圖1所示，電工鋼片鐵損越低而電機(jī)效率越高，而磁感增大導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩增加；同時(shí)力學(xué)性能決定了定子和轉(zhuǎn)子的加工精度、服役承載強(qiáng)度和最大轉(zhuǎn)速。

因此新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)所采用的電工鋼片有如下要求[9]：(1)為了良好的駕駛體驗(yàn)，電機(jī)需要提供高扭矩用于啟動(dòng)，要提高扭矩必須提高驅(qū)動(dòng)電流和所用電工鋼的磁感；(2)要提高能源轉(zhuǎn)換效率，在最經(jīng)常使用的駕駛模式下電機(jī)效率在一般在85%～93%，要求電機(jī)所用電工鋼片具有優(yōu)秀的磁性能，即中低磁場(chǎng)下的高磁感和高頻下的低鐵損；(3)高行車速度需要電機(jī)轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)(6000～15000r/min)，要求所使用的電工鋼片具有足夠高的強(qiáng)度抵抗離心力；這就要求使用高強(qiáng)度電工鋼；特別是對(duì)于永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)，磁極鑲嵌于轉(zhuǎn)子之中，因此保證轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度至關(guān)重要；(4)縮小轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙可有效提高磁通密度，這要求電工鋼薄片具有良好的沖片性；(5)在汽車使用周期內(nèi)，處于服役期的高速旋轉(zhuǎn)的電工鋼片不能發(fā)生疲勞破壞，即高的疲勞壽命。

綜上所述，新能源汽車EV或HEV的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所用的電工鋼片，既是要求磁性能的功能材料，也是要求強(qiáng)度和疲勞性能的結(jié)構(gòu)材料，因此是具有高技術(shù)附加值的、結(jié)構(gòu)性能和功能性能復(fù)合的鋼鐵材料。

3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)用高強(qiáng)度無取向電工鋼片

電機(jī)所用的電工鋼片成分通常都是超低碳、氮(質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于50×10-6)和高硅,有時(shí)還需要加入高Al含量來保證其優(yōu)異的磁性能特別是低的鐵損。驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求的電工鋼片要較傳統(tǒng)無取向電工鋼強(qiáng)度高200MPa以上，并且提高強(qiáng)度同時(shí)還需保證不能損害其優(yōu)良的磁性能。驅(qū)動(dòng)電機(jī)用電工鋼片的磁性能要求并不是很高，通常現(xiàn)有的如50W230和35W210等高牌號(hào)無取向硅鋼或者高效電機(jī)類無取向硅鋼如35WH230和50WH300等這類牌號(hào)的成分體系就可以滿足磁性能的要求[9]，因此開發(fā)此類鋼的關(guān)鍵，就是在高Si+Al含量的無取向硅鋼成分體系下，如何大幅度提高強(qiáng)度而不會(huì)惡化磁性能。傳統(tǒng)磁性硅鋼通過Si的固溶強(qiáng)化提高強(qiáng)度同時(shí)降低鐵損，但最多只能提高至550MPa左右，更高Si含量導(dǎo)致不可軋制，如圖1所示[10]，同時(shí)高Si導(dǎo)致磁感下降。通常的高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼多采用固溶和析出等多種強(qiáng)化機(jī)制，可有效提高強(qiáng)度，但其磁性能差。因此需要通過多種強(qiáng)化機(jī)制提高無取向電工鋼強(qiáng)度，如圖2所示[10]。由于電工鋼的超低碳含量以及冷軋后需進(jìn)行再結(jié)晶退火，一般情況下無法通過相變和位錯(cuò)強(qiáng)化機(jī)制進(jìn)行強(qiáng)化，而電工鋼產(chǎn)品為了防止磁滯時(shí)效，其碳、氮含量均很低(通常質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50×10-6內(nèi))，因此也無法進(jìn)行間隙原子固溶強(qiáng)化。因此可行的強(qiáng)化機(jī)制只有代位原子固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化。日本從1980 年起開始研究高強(qiáng)度無取向電工鋼，代表廠家主要為新日鐵、JFE 和住友金屬[11]。由于最終采用的強(qiáng)化技術(shù)路線涉及各公司的商業(yè)機(jī)密，因此很少有這方面的詳細(xì)研發(fā)報(bào)告發(fā)表，取而代之的是這三家公司在其本國(guó)或是其他國(guó)家申請(qǐng)了逾百篇高強(qiáng)度無取向電工鋼專利，這些專利大多是為了覆蓋和掩蓋其真實(shí)的工藝技術(shù)而設(shè)立的，因此需要結(jié)合科學(xué)規(guī)律詳細(xì)分析對(duì)這些專利文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)它們所遵循的研發(fā)思路的，下面分別詳細(xì)討論。

圖1 Si含量對(duì)普通鋼、高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度和可軋制性的影響，以及通過包括固溶強(qiáng)化在內(nèi)的多種手段所要達(dá)到的高強(qiáng)電工鋼目標(biāo)強(qiáng)度區(qū)間[10]Fig.1 Influence of Si content on the tensile strength of conventional ordinary steel, conventional high-strength steel and the targeted region of strength using strengthening other than solution strengthening[10]

圖2 高強(qiáng)電工鋼產(chǎn)品的強(qiáng)度-鐵損目標(biāo)性能區(qū)間及與普通鋼和高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼的對(duì)比[10]Fig.2 Tensile strength and iron loss of the conventional ordinary steels, high strength steels and the targeted development region using strengthening other than solution strengthening and securing magnetic properties [10]

3.1 固溶強(qiáng)化提高無取向電工鋼強(qiáng)度

新日鐵在1990 年以前公開的專利中主要采用Si，P，Mn，Ni的固溶強(qiáng)化，但有時(shí)也會(huì)用到Cr，Mo，Cu，Ti 等其他合金元素，并且為達(dá)到高強(qiáng)度一般會(huì)適當(dāng)控制成品板晶粒尺寸。Cr 可以有效降低高頻鐵損，同時(shí)有降低應(yīng)力敏感性的作用[12]。無取向電工鋼中固溶的Ti，有增強(qiáng){111}面織構(gòu)的作用，從而有助于提高強(qiáng)度[13]。主要采用固溶強(qiáng)化的各專利的典型成分、工藝及產(chǎn)品性能如表1 所示。由表1可見其采用的主要強(qiáng)化手段是P，Mn，Ni 等元素的固溶強(qiáng)化[14]，我們推測(cè)其實(shí)際成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))應(yīng)該是0.1%P-1%Mn-2%Ni-1%Cr左右。P 雖為固溶強(qiáng)化效果很好的元素，但其易在晶界偏聚引起鋼板脆裂，對(duì)此新日鐵提出了幾種解決方案：一種是將P 的含量控制在小于0.1%，將B 的含量控制在10×10-6～70×10-6，并采用更低的退火溫度(750～800℃)[15]；另一種方法是使熱軋板在熱軋結(jié)束到卷取開始這段時(shí)間的平均冷速大于100℃/min， 并使卷取溫度小于650℃，卷取后到300℃的冷速大于100℃/h[16]；還有一種是使卷取溫度小于550℃，并使熱軋板的再結(jié)晶率<60%，且熱軋板再結(jié)晶部分的平均晶粒直徑<60μm[17]。

表1 采用固溶強(qiáng)化的新日鐵高強(qiáng)度無取向電工鋼專利的部分內(nèi)容

新日鐵于2002 年11 月公布的高強(qiáng)度硅鋼片HST系列，有0.50，0.35mm和0.20mm三個(gè)規(guī)格，其典型磁性能和屈服強(qiáng)度[7], 如圖3所示。0.2mm和0.5mm厚度屈服強(qiáng)度在780MPa級(jí)別是其W10/400分別只有38W/kg和52W/kg；而0.35mm厚度屈服強(qiáng)度570MPa級(jí)別的W10/400為30W/kg。圖中也將其與高效電機(jī)用0.35mm和0.50mm的高效無取向硅鋼的性能進(jìn)行了比較，由此可見，在同樣的厚度規(guī)格情況下，磁性能雖然略有下降，但是屈服強(qiáng)度大約提高了一倍以上，材料的抗變形能力顯著增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目的。

圖3 新日鐵2002年公布的高強(qiáng)度無取向電工鋼系列產(chǎn)品磁性能[7]Fig.3 Magnetic properties of HST series high-tension electrical steel sheet from Nippon Steel, reported in 2002[7]

3.2 析出強(qiáng)化提高無取向電工鋼強(qiáng)度

由于過去的固溶強(qiáng)化往往含有昂貴的金屬鎳，導(dǎo)致合金成本顯著上升，而且固溶強(qiáng)化增加了軋制前的強(qiáng)度，使得軋制難度增大，因此住友金屬在2011年的美國(guó)專利[21]中提出了向無取向硅鋼中加入Nb,Ti,V,Zr這一類的微合金元素的方法，一方面形成細(xì)小碳化物粒子通過析出強(qiáng)化提高強(qiáng)度，另一方面是通過固溶Nb抑制退火時(shí)的再結(jié)晶，使得再結(jié)晶分?jǐn)?shù)不超過90%，保留了部位冷加工位錯(cuò)等缺陷使得強(qiáng)度不會(huì)因再結(jié)晶顯著下降，他們?cè)敿?xì)研究了固溶Nb和Ti對(duì)退火后抗拉強(qiáng)度的影響,如圖4所示。其中固溶Nb*和Ti*的摩爾分?jǐn)?shù)指的是鋼中的Nb和Ti被碳和氮固定后剩下的固溶在基體中的量，根據(jù)化學(xué)當(dāng)量比按下式計(jì)算： Nb*=Nb/93-C/12-N/14和固溶Ti*=Ti/48-C/12-N/14。由圖4可知，當(dāng)Nb含量超過化學(xué)當(dāng)量比后，其對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)急劇增加然后趨于飽和；而Ti含量超過化學(xué)當(dāng)量比后，抗拉強(qiáng)度隨著過剩Ti含量逐步增加。退火時(shí)的再結(jié)晶分?jǐn)?shù)對(duì)屈服和抗拉強(qiáng)度也有顯著影響，如圖5所示。當(dāng)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)不超過90%時(shí)，其強(qiáng)度下降幅度為50～100MPa，而當(dāng)再結(jié)晶完全完成時(shí)，強(qiáng)度急劇下降；因此需要通過退火溫度、鋼中固溶Nb含量來控制退火時(shí)的再結(jié)晶分?jǐn)?shù)，使得材料不能發(fā)生完全的再結(jié)晶，根據(jù)這一技術(shù)所開發(fā)的SXRC系列高強(qiáng)度無取向硅鋼的性能如表2所示[22]，在普通無取向硅鋼的高頻鐵損范圍內(nèi)強(qiáng)度顯著提高1倍以上，但這一性能指標(biāo)與圖3中的新日鐵產(chǎn)品牌號(hào)相比，鐵損相差較大。但是住友金屬采用了不同的設(shè)計(jì)思路，認(rèn)為在不損害電工鋼的壓延加工性的前提下, 可以采用位錯(cuò)強(qiáng)化手段。雖然位錯(cuò)強(qiáng)化導(dǎo)致鋼的鐵損會(huì)增大。但是, 轉(zhuǎn)子比定子用硅鋼片容許鐵損要大很多。這是因?yàn)殡姍C(jī)的能量效率主要受定子鐵損支配, 而轉(zhuǎn)子鐵損的影響很小。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子用電工鋼的鐵損水平, 可以根據(jù)抑制由焦耳熱引起的永磁體熱退磁來設(shè)計(jì)。 因此, 作為轉(zhuǎn)子用電工鋼的強(qiáng)化采用位錯(cuò)強(qiáng)化非常適用，工藝簡(jiǎn)單易行，成本經(jīng)濟(jì)。新日鐵在2005年起也有了類似的專利，通過析出Cu或者Nb的碳氮化物來延遲再結(jié)晶，并控制再結(jié)晶率，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度與鐵損之間的平衡[23,24]。

圖4 高強(qiáng)無取向硅鋼片中經(jīng)750℃退火20s時(shí)效處理后，其固溶Nb*和Ti*的摩爾分?jǐn)?shù)和抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系[21]Fig.4 The relationship of the amount of solute Nb* and Ti*and tensile strength after annealing of high-strength non-oriented silicon steels at 750℃ for 20s[21]

圖5 屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度與退火時(shí)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系[21]Fig.5 Dependence of yield and tensile strength on recrystallized fraction after annealing[21]

GradeThickness/mmMagneticpropertyMechanicpropertyW10/400/kg-1Yieldstrength(RD/TD)/MPaTensilestrength(RD/TD)/MPaSXRC690MPa780MPa0．3546659/705768/7660．2749761/834842/8510．3551743/807833/8550．5053724/779818/837ConventionalJIS35A230Coldrolled0．351061084/11401122/1140Annealed0．3517336/348464/472

RD: Rolling direction; TD: Transverse direction

1990 年之后，新日鐵公開的專利中開始用到其他強(qiáng)化方式。在固溶強(qiáng)化的基礎(chǔ)上同時(shí)采用Nb,Zr,Ti,V 碳氮化物析出強(qiáng)化[25-28]。一般來說，為了防止碳氮化物嚴(yán)重惡化磁性能，專利中對(duì)這些元素的含量都有嚴(yán)格的要求。另外，添加Ni 會(huì)增加鋼的成本，許多專利中選擇不加Ni。各種碳氮化物的強(qiáng)化效果也不盡相同，久保田猛認(rèn)為Zr 的碳氮化物與其他的碳氮化物相比，析出強(qiáng)化效果大，同時(shí)對(duì)磁性能的劣化較小[25]。有田吉宏、村上英邦、松本穰等指出，NbC 通常與MnS 復(fù)合析出，當(dāng)Mn 含量滿足[%Mn]≤0.6-10×[%C]時(shí)，有利于NbC 細(xì)小密集析出，增強(qiáng)抑制晶粒長(zhǎng)大的作用，從而獲得高的強(qiáng)度和韌性[26]。最近十年新日鐵專利轉(zhuǎn)向了Cu 金屬相的析出強(qiáng)化[29,30]。Cu 金屬相降低飽和磁通密度的作用很小，而且與碳氮化物相比，對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用較小[27]。采用Cu 金屬相的析出強(qiáng)化時(shí)，可以通過控軋控冷，使冷軋之前Cu 金屬相不析出，或不過多地析出，或控制其析出狀態(tài)，從而使熱軋板或常化板不至于特別大地硬化和脆化，這樣就比較容易冷軋，也減少了冷軋時(shí)軋裂的發(fā)生。在冷軋之后的退火及其冷卻過程中，也可通過控制退火溫度和冷速，從而抑制Cu 金屬相的析出。用戶將成品板沖片后，再經(jīng)時(shí)效退火處理，使Cu 金屬相析出，從而獲得高的強(qiáng)度。這樣，在時(shí)效退火之前，鋼板一直是處于一個(gè)相對(duì)“軟質(zhì)”的狀態(tài)，冷軋及其沖片過程中的成材率相對(duì)較高。為了防止Cu 金屬相嚴(yán)重惡化磁性能，專利中一般都對(duì)Cu 金屬相的尺寸、密度做出規(guī)定。

4 關(guān)于實(shí)際應(yīng)用的高強(qiáng)度無取向硅鋼強(qiáng)化方法的分析及未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

雖然我們由上述新日鐵、住友金屬關(guān)于這一產(chǎn)品的性能變化推測(cè)了該公司的日本幾大鋼鐵公司究竟在工業(yè)化生產(chǎn)的高強(qiáng)無取向電工鋼中采用了何種強(qiáng)化方法，其細(xì)節(jié)作為商業(yè)機(jī)密都進(jìn)行了嚴(yán)格保護(hù)。雖然幾大鋼鐵公司都申請(qǐng)了很多相關(guān)專利，但涉及眾多強(qiáng)化手段，包括P,Mn,Ni的固溶強(qiáng)化、微合金元素(Ti,Nb,V,Zr)等析出強(qiáng)化和Cu的時(shí)效強(qiáng)化以及不完全再結(jié)晶的位錯(cuò)強(qiáng)化。其中Ni,P,Mn等元素固溶強(qiáng)化是最早提出的，由于這三個(gè)元素固溶強(qiáng)化效果顯著同時(shí)對(duì)磁性能的惡化最小，如圖6所示，其中P的固溶強(qiáng)化效果最好，Ni其次，Mn最小；而對(duì)于磁性能而言，增加Ni含量提高磁感降低鐵損，效果最好；P略微增加鐵損而Mn降低磁感。據(jù)信新日鐵是通過這三個(gè)元素結(jié)合的固溶強(qiáng)化開發(fā)出了圖3所示的高強(qiáng)度無取向硅鋼系列[31]。

圖6 P,Mn和Ni固溶元素含量對(duì)無取向硅鋼性能的影響[31](a)強(qiáng)度;(b)鐵損和磁感Fig.6 Influence of the solute P,Mn and Ni contents on the properties of non-oriented silicon steels[31](a)yield strength;(b)iron loss and permeability

但是由于Ni的合金成本高昂，P容易導(dǎo)致冷脆需要特別的工藝處理，從最近各大日本鋼鐵公司的研發(fā)趨勢(shì)看，正在積極研究其他強(qiáng)化手段來代替。我們注意到新日鐵與住友金屬兩大公司近年來剛剛合并后，其給出的關(guān)于高強(qiáng)無取向硅鋼的產(chǎn)品性能如表3所示，可以看出表3所給出的在同一強(qiáng)度級(jí)別下的磁性能更接近表2中住友產(chǎn)品的水平，但要略好一些，但和最初圖3所示的新日鐵最初開發(fā)的薄規(guī)格高強(qiáng)度無取向硅鋼牌號(hào)的磁性能水平相比，實(shí)際上磁性能和強(qiáng)度都是下降的。這表現(xiàn)在一方面將最初的屈服強(qiáng)度改變?yōu)榭估瓘?qiáng)度來定義強(qiáng)度水平；二是如0.35mm厚度590MPa強(qiáng)度水平下，其高頻鐵損磁性能W10/400由30W/kg大幅惡化到40W/kg。這種將降級(jí)的技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)該是因?yàn)樾氯砧F基于成本壓力改變了強(qiáng)化技術(shù)手段，很可能是將最初的Ni,Mn,P等較昂貴的固溶強(qiáng)化改變?yōu)樯鲜鲎∮压鹃_發(fā)的、通過加入Nb實(shí)現(xiàn)不完全再結(jié)晶進(jìn)行位錯(cuò)強(qiáng)化的經(jīng)濟(jì)手段；而其最新的Cu析出強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)該是該公司正在研發(fā)的最新技術(shù)，以在強(qiáng)化效果、更好的磁性能與成本經(jīng)濟(jì)之間達(dá)到一個(gè)更好的平衡，這一技術(shù)的未來應(yīng)用潛力很大。因此，我國(guó)在研發(fā)此類鋼種時(shí)，建議充分利用我們的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，直接研究如何通過析出強(qiáng)化來提高現(xiàn)有高牌號(hào)無取向硅鋼的強(qiáng)度，但這需要首先對(duì)各類析出強(qiáng)化的技術(shù)途徑進(jìn)行可行性分析。

表3 新日鐵住金公司生產(chǎn)的高強(qiáng)度無取向硅鋼系列產(chǎn)品的磁性能和力學(xué)性能要求及其典型值 [32]

L: Rolling direction; C: Perpendicular to rolling direction

潘振東等[33]曾經(jīng)通過加入3%Mn通過Mn的固溶強(qiáng)化來試制高強(qiáng)度硅鋼，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過完全再結(jié)晶退火后，其磁性能優(yōu)秀但是其強(qiáng)度達(dá)不到目標(biāo)；而當(dāng)經(jīng)過不完全再結(jié)晶退火時(shí)，強(qiáng)度可以達(dá)到目標(biāo)但是磁性能顯著惡化。因此，通過Mn單一元素固溶強(qiáng)化手段達(dá)到如此高的強(qiáng)化增量，還是比較有難度的，需要和析出強(qiáng)化相結(jié)合，而析出強(qiáng)化的具體手段也需要仔細(xì)分析。

低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼常通過加入Ti,Nb,V等微合金元素以析出碳化物、氮化物納米粒子使得強(qiáng)度增加，大量的實(shí)踐證明，如果僅僅考慮析出強(qiáng)化效果，在加入同樣質(zhì)量元素的前提下，Ti的析出強(qiáng)化最明顯，因?yàn)門i的原子量最小、密度最小，所以析出相的摩爾分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)最大。為了使得煉鋼中加入的微合金元素在控軋控冷時(shí)充分析出，需要在加熱時(shí)盡量讓加入的微合金元素固溶，對(duì)于低碳鋼而言，加熱時(shí)是在奧氏體相區(qū)，因此加熱時(shí)微合金元素大部分都要固溶在奧氏體中，這對(duì)于析出強(qiáng)化很重要。因?yàn)樘蓟铩⒌镌趭W氏體中的固溶度積要顯著高于鐵素體，這一方面導(dǎo)致加熱時(shí)可在奧氏體中固溶更多的微合金元素；另一方面，在冷卻時(shí)由奧氏體至鐵素體相變過程中，由于兩者固溶度積的很大差別，固溶的微合金元素會(huì)以相間析出碳化物的形式彌散分布，強(qiáng)化效果最好。但是對(duì)于含有3%Si以及一定量Al的電工鋼而言，其相圖結(jié)構(gòu)與普通碳鋼完全不同，幾乎不出現(xiàn)美-奧氏體相圈，也即在加熱時(shí)硅鋼不可能全部奧氏體化。圖7給出了3%Si-0.5%Al-0.2%Ti-0.004%N在不同Mn含量下的相圖結(jié)構(gòu)，其中BCC_A2相為鐵素體，F(xiàn)CC_A1為奧氏體，F(xiàn)CC_A1#2為析出的面心立方的Ti(CN)碳氮化物。由圖7可見TiN在各Mn含量下的固溶溫度都超過1400℃，因此不可能在加熱時(shí)使得加入的Ti充分固溶。另外，在沒有Mn時(shí)，碳含量小于0.07%時(shí)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)不出現(xiàn)奧氏體相(見圖7(a))；2%Mn時(shí)，碳大于0.1%在1200℃左右時(shí)出現(xiàn)奧氏體單相區(qū)，小于0.1%時(shí)在700～1400℃范圍內(nèi)出現(xiàn)奧氏體鐵素體兩相區(qū)，且碳含量低時(shí)奧氏體相分?jǐn)?shù)很小(見圖7(b))；4%Mn時(shí)，在碳大于0.03%溫度在1200℃就出現(xiàn)了奧氏體單相區(qū)，這恰好是加熱溫度范圍，因此在成分設(shè)計(jì)時(shí)，可設(shè)計(jì)鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)≈([Ti]-[N]/14×48)/48×12+0.03，在1000℃左右終軋，快速冷卻至600℃左右卷取，這樣可抑制1000℃溫度以下存在的部分奧氏體向鐵素體的相變，最終相變溫度可控制在600℃，TiC可在相變時(shí)在相界面上實(shí)現(xiàn)相間析出，顆粒尺寸細(xì)小且彌散分布，實(shí)現(xiàn)有效的析出強(qiáng)化。但這一工藝有如下問題需要注意，由于TiN很穩(wěn)定，在1400℃就可以析出，當(dāng)鋼中氮含量較高時(shí)，1200℃以上高溫段析出大量TiN，這些高溫析出相尺寸在0.1～5μm左右，過于粗大不能起到強(qiáng)化的作用，因此需要盡可能降低鋼中的氮避免過多的Ti在高溫區(qū)間析出。另外，粗大的TiN顆粒可能會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子用硅鋼片的疲勞壽命有影響，而且最終成品鋼中還有剩余的固溶碳約0.03%，這將會(huì)導(dǎo)致服役時(shí)顯著的磁致時(shí)效。因此通過加入Ti的析出強(qiáng)化達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度，困難重重。

圖7 Mn對(duì)成分為3%Si-0.5%Al-0.004%N-0.2%Ti的Fe-C相圖的影響(圖中FCC_A1#2為Ti(CN))由ThermoCalc軟件和TCFe數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算(a)0Mn,(b)2%Mn;(c)4%Mn;(d)4%Mn時(shí)，Ti(CN)在各溫度下析出量Fig.7 Influence of Mn on Fe-C phase diagram of 3%Si-0.5%Al-0.004%N-0.2%Ti (FCC_A1#2 is Ti(CN)), calculated by ThermoCalc software with TCFe 7 database (a)0Mn,(b)2%Mn;(c)4%Mn;(d)amount of Ti(CN) precipitated at different temperatures in the case of 4%Mn

采用類似地方法可以分析Nb在硅鋼中的強(qiáng)化途徑，假設(shè)成分體系中已經(jīng)加入了1%Mn-3%Ni固溶強(qiáng)化并同時(shí)在高溫下獲得足夠多的奧氏體化相，分別加入0.2%Nb和0.5%Nb的相圖結(jié)構(gòu)如圖8所示，圖中BCC_A2相為鐵素體，F(xiàn)CC_A1為奧氏體，F(xiàn)CC_A1#2為析出的面心立方的Nb(CN)。0.2%Nb-0.02%C對(duì)應(yīng)的固溶溫度為1200℃，雖然此時(shí)沒有單一奧氏體相區(qū)而只有奧氏體鐵素體兩相區(qū)，但Nb可以完全固溶，如果維持較高的終軋溫度和軋后快速冷卻，其中的奧氏體區(qū)域相變至鐵素體時(shí)會(huì)引起相間析出，而鐵素體區(qū)域則只會(huì)沿晶析出少量Nb(CN)。因此此時(shí)的析出相的分布可能是不均勻的，且此時(shí)成品鋼中固溶碳為0.02-([Nb]-[N]/14×96)/96×12≈0，即加入鋼中的碳恰好可以全部析出，保證了服役過程無遲滯時(shí)效。析出體積分?jǐn)?shù)約0.2%，若析出相平均尺寸在5nm左右，析出強(qiáng)化貢獻(xiàn)可達(dá)200MPa左右，而具有3%Si+0.5%Al成分的高牌號(hào)無取向硅鋼(如50W270或者50W250牌號(hào))屈服強(qiáng)度已經(jīng)超過了400MPa，Mn、Ni的固溶強(qiáng)化按照?qǐng)D6(a)的數(shù)據(jù)就可以貢獻(xiàn)150～200MPa強(qiáng)化使得屈服強(qiáng)度提高到550～600MPa，如果再加上析出強(qiáng)化的貢獻(xiàn)，屈服強(qiáng)度可達(dá)到700～800MPa左右，因此達(dá)到目標(biāo)要求強(qiáng)度是可能的。如果進(jìn)一步提高Nb含量至0.5%,一方面使得NbN的固溶溫度顯著升高，1200℃固溶時(shí)所要求的碳含量不超過0.01%，導(dǎo)致最終析出的NbC數(shù)量顯著減少；另一方面，0.2%Nb時(shí)奧氏體單相區(qū)的鼻尖溫度和碳含量為1150℃和0.04%C，而0.5%Nb時(shí)顯著右移至1150℃和0.07%C，這意味著Nb含量升高導(dǎo)致在同一溫度、成分下形成的奧氏體數(shù)量減少，因此在隨后冷卻過程中析出NbC的分布將更不均勻。即Nb含量過高反而不利于強(qiáng)化，最佳成分在0.2%Nb-0.02%C，成分和熱軋工藝窗口均很狹窄。另外，無論是固溶的Nb還是析出的Nb都會(huì)顯著抑制再結(jié)晶。住友金屬利用此特性通過含Nb的高硅鋼經(jīng)不完全再結(jié)晶退火得到高強(qiáng)度無取向硅鋼[22]，這一方法成本經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單易行、強(qiáng)化效果明顯，但是得到的硅鋼片高頻鐵損依然不低，顯著高于新日鐵的HST牌號(hào)，只能適用于要求不高的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

圖8 Nb對(duì)3%Si-0.5%Al-0.004%N-1%Mn-3%Ni的Fe-C相圖的影響(圖中FCC_A1#2為析出的Nb(CN))(a)0.2%Nb;(b)0.5%NbFig.8 Influence of Nb on the Fe-C phase diagram with 3%Si-0.5%Al-0.004%N-1%Mn-3%Ni(FCC_A1#2 is Nb(CN)) (a)0.2%Nb;(b)0.5%Nb

新日鐵最新專利中的Cu析出強(qiáng)化路線似乎是個(gè)可行的選擇，一是因?yàn)镃u本身就是奧氏體穩(wěn)定化元素，可以有限擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，如圖9的Fe-Cu二元相圖所示，奧氏體中Cu的最大固溶量可以超過10%。當(dāng)富Cu奧氏體在840℃左右轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體后，Cu在鐵素體中的固溶度隨著溫度下降急劇降低，在400～500℃時(shí)幾乎全部析出；與Ti、Nb等的析出強(qiáng)化相比，一是避免了大量加入Mn、Ni以便在高溫下形成奧氏體相來固溶碳化物，因此成本相對(duì)經(jīng)濟(jì)；另外，因?yàn)椴皇峭ㄟ^碳化物、氮化物析出強(qiáng)化，所以在煉鋼時(shí)不需要在鋼中預(yù)留足夠碳含量以供后續(xù)析出，而是直接得到超低碳含量，也不需要在熱軋、卷取和退火時(shí)控制碳化物氮化物的析出，因此工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；而且Cu在鐵素體相中的析出強(qiáng)化同時(shí)并不會(huì)損害硅鋼片的磁性能，因此Cu是理想的強(qiáng)化相；最后，Cu在鐵素體中低溫下固溶度很小，在結(jié)構(gòu)鋼中Cu的時(shí)效析出強(qiáng)化是個(gè)成熟的技術(shù)，通常就是在鐵素體相區(qū)400～600℃區(qū)間進(jìn)行回火，大量的Cu就可以析出，其強(qiáng)度貢獻(xiàn)與Cu的析出量成正比；有實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于含1.8%Cu的Fe-Cu合金在1000℃固溶后淬火然后在475℃時(shí)效，其屈服強(qiáng)度最大可增加365 MPa[34-36]。而對(duì)于新日鐵的高強(qiáng)度無取向硅鋼產(chǎn)品而言，其強(qiáng)度相較于普通無取向硅鋼需提高近300MPa，因此可以通過加入Cu后時(shí)效析出強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。新日鐵2012年針對(duì)此技術(shù)的美國(guó)專利中所保護(hù)的Cu含量范圍為0.8%～8%，經(jīng)300～720℃區(qū)間內(nèi)某一溫度時(shí)效處理析出Cu析出相，平均尺寸<0.1μm[10]，可以達(dá)到圖2所示的強(qiáng)度與磁性能區(qū)間。很明顯，這個(gè)工藝窗口是出于隱藏真正的工藝參數(shù)而故意寬化的。仔細(xì)研究該專利文獻(xiàn)和依據(jù)在結(jié)構(gòu)鋼中Cu的時(shí)效強(qiáng)化的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，最佳Cu含量應(yīng)該為2%～3.5%，熱處理溫度窗口為400～550℃，具體保溫時(shí)間需要通過實(shí)驗(yàn)研究來摸索，但是應(yīng)該遵循溫度越高時(shí)間越短的原則。總的來說，Cu析出強(qiáng)化的熱軋工藝控制窗口寬泛，不需要額外的P，Mn，Ni等的固溶強(qiáng)化和Nb、Ti的析出強(qiáng)化，簡(jiǎn)單易行，因此工藝上容易實(shí)現(xiàn)，而且在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的同時(shí)不會(huì)損耗磁性能。但是，鋼中加入Cu帶來的一個(gè)顯著問題就是會(huì)引起熱脆，如圖9所示，因?yàn)镃u的熔點(diǎn)低，在1094℃就會(huì)出現(xiàn)液相，尤其是在氧化性氣氛下，S和Cu同時(shí)在晶界偏聚時(shí)，就會(huì)在加熱、熱軋時(shí)沿晶產(chǎn)生液相，導(dǎo)致嚴(yán)重的表面裂紋。因此，為克服這一問題，一是要控制鋼中的硫含量，不能超過0.01%；盡量縮短加熱和熱軋時(shí)在高溫區(qū)的停留時(shí)間，節(jié)奏快、效率高的薄板坯連鑄連軋工藝應(yīng)該是合適的工藝；另外，還要在鋼中加入Ni，其加入量通常為Cu含量的1/8～1/2，上限最好不超過2.5%。Ni的加入不僅僅是可以避免由于Cu所導(dǎo)致的熱脆[37,38]，同時(shí)也可以起到固溶強(qiáng)化作用，而且會(huì)改變Cu析出的形貌與尺寸，使得Cu的析出強(qiáng)化作用也會(huì)增強(qiáng)。另外，根據(jù)現(xiàn)有的銅含量在0.5%左右的取向硅鋼品種的生產(chǎn)時(shí)，并沒有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的Cu熱脆問題，因此這為更高Cu含量的無取向硅鋼的工業(yè)生產(chǎn)奠定了信心。

圖9 Fe-Cu二元相圖(FCC_A1#2是析出的金屬Cu相)Fig.9 Binary phase diagram of Fe-Cu (FCC_A1#2 is the copper-precipitate)

5 結(jié)束語

本文系統(tǒng)介紹了混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車所用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的特點(diǎn)和類型，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)無取向硅鋼片的要求，即高強(qiáng)度、高磁感和低高頻鐵損。然后介紹了在業(yè)界領(lǐng)先的日本鋼鐵公司關(guān)于高強(qiáng)無取向硅鋼片生產(chǎn)技術(shù)相關(guān)專利的具體內(nèi)容，歸納了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的技術(shù)途徑。尤其是通過分析新日鐵公司關(guān)于這一產(chǎn)品性能在近年來的變化，總結(jié)出新日鐵公司過去、現(xiàn)在和未來生產(chǎn)高強(qiáng)度無取向硅鋼的可能技術(shù)途徑。并通過熱力學(xué)相圖計(jì)算詳細(xì)分析了無取向硅鋼中加入Ti、Nb析出強(qiáng)化的可能成分和工藝。發(fā)現(xiàn)加入Ti析出強(qiáng)化達(dá)到目標(biāo)屈服強(qiáng)度的難度很大；而加入Nb進(jìn)行析出強(qiáng)化時(shí)，成分為0.02%C-0.2%Nb，加熱溫度為1200℃，保持盡可能高的終軋溫度并快冷至600℃左右卷取，并要同時(shí)加入足夠量的Ni和Mn，一是固溶強(qiáng)化，二是盡可能擴(kuò)大加熱時(shí)的奧氏體分?jǐn)?shù)，當(dāng)所有這些條件具備時(shí)是可以達(dá)到目標(biāo)屈服強(qiáng)度的，但成分和工藝窗口狹窄，且同時(shí)要求加入Ni和Mn；而通過Cu的析出強(qiáng)化途徑，其成分和工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作窗口靈活，成本相對(duì)經(jīng)濟(jì)，工業(yè)可行性高。

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Progress on the Research of High-strength Non-oriented Silicon Steel Sheets in Traction Motors of Hybrid/Electrical Vehicles

GONG Jian，LUO Hai-wen

(School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)

The characteristics and types of traction motors for hybrid/electrical vehicles and the requirements to non-orientation silicon steel sheets were systematically reviewed. It was summed up that the non-orientation silicon steel sheets, which are suitable for traction motor, not only require high strength, fatigue properties, but also good magnetic properties, i.e. high permeability and low iron loss at high frequency. The specific contents of the relevant patents on the high strength non-orientation silicon steel sheets of the leading Iron and Steel Companies in Japan were introduced comprehensively, and the involved technological routes in the patents were analysized with thermodynamic calculations. It was concluded that precipitation strengthening technological route is the future developing trend. Particulary, Ti precipitation strengthening is not feasible; Nb precipitation strengthening is feasible but the composition and process window is narrow, and must be combined with the solution strengthening of Ni, Mn; while Cu precipitation strengthening process is simple, cost-effective, and practical.

hybrid/electrical vehicle; traction motor; high strength non-oriented silicon steel; high permeability; low iron loss

10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.016

TG142.7

A

1001-4381(2015)06-0102-11

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)-寶鋼集團(tuán)有限公司鋼鐵聯(lián)合研究基金項(xiàng)目(U1460203)；國(guó)家國(guó)際科技合作專項(xiàng)項(xiàng)目(2015DFG51950)

2014-12-26;

2015-03-15

羅海文(1972—)，男，教授，博士，現(xiàn)從事先進(jìn)鋼鐵材料研發(fā)，聯(lián)系地址：北京市學(xué)院路30號(hào)北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院(100083)，E-mail: luohaiwen@ustb.edu.cn