牛蓉蓉+++楊娟麗+++王文君

摘 要：通過(guò)對(duì)純鎳板材不同溫度與時(shí)間退火后性能的變化確定純鎳帶材卷式退火的溫度范圍，選取兩個(gè)不同的純鎳帶卷分別進(jìn)行630℃/10h和680℃/10h真空退火，之后取樣研究其顯微組織及力學(xué)性能，最終確定最適合純鎳帶材真空退火的熱處理制度為680℃/10h。

關(guān)鍵詞：純鎳；帶材；真空退火

1 概述

近年來(lái)，我國(guó)鎳及鎳合金加工材消費(fèi)量不斷增加，年進(jìn)口增長(zhǎng)率約20%，板帶材進(jìn)口占進(jìn)口總量的75%；國(guó)外產(chǎn)品近年來(lái)以鎳及鎳合金板帶材的進(jìn)口增長(zhǎng)最為迅速，年平均增長(zhǎng)幅度大約在25%以上。國(guó)內(nèi)鎳板帶材加工水平整體落后，體現(xiàn)在工藝技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模等方面，國(guó)際急需的電子電工行業(yè)鎳帶箔材、工業(yè)建設(shè)鎳板帶材等，目前大部分依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口，受到國(guó)外制約[1]。為了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)純鎳帶材產(chǎn)品生產(chǎn)空白，寶鈦集團(tuán)聯(lián)手山西太鋼，進(jìn)行了從鑄錠熔煉到鎳帶軋制一系列的技術(shù)研究，本文主要介紹鎳帶卷冷軋后真空退火制度的技術(shù)探索。

2 純鎳板材退火制度摸索

2.1 實(shí)驗(yàn)方案

選取牌號(hào)為N5的純鎳帶材切取試樣進(jìn)行400～700℃退火實(shí)驗(yàn)，測(cè)試其拉伸性能，確定N5板材再結(jié)晶溫度[2]。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將鎳板材取樣不同溫度退火后測(cè)試其力學(xué)性能見(jiàn)表1。將退火后性能的橫向平均值和縱向平均值分別作圖，見(jiàn)圖1、圖2。

2.3 結(jié)果分析

從圖1、圖2中可以看出，鎳板的抗拉和屈服強(qiáng)度隨著熱處理溫度的升高，逐漸降低，在650℃時(shí)發(fā)生明顯下降。橫向抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別比600℃退火后降低258MPa和465MPa，縱向抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度降低235MPa和437MPa，橫縱向延伸率分別提高37.5%和31.5%，從而確定研究中的N5板材的退火溫度在650℃附近。

3 純鎳帶材真空熱處理制度研究

3.1 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)材料選取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)格為1.0mm×1380mm×100m的兩個(gè)N5卷材，實(shí)驗(yàn)設(shè)備為寶鈦集團(tuán)板帶廠HCB-120432-EQ臥式車(chē)底式真空退火爐。最高工作溫度1232℃，溫度均勻性±5℃，極限真空度5×10-4Pa。根據(jù)上述純鎳板材熱處理制度摸索結(jié)果，結(jié)合真空退火爐卷式退火經(jīng)驗(yàn)，由于真空卷式退火保溫時(shí)間長(zhǎng)，因此選取650℃附近兩個(gè)溫度進(jìn)行試驗(yàn)，確定退火制度為630℃/10h和680℃/10h，對(duì)鎳卷進(jìn)行卷式退火實(shí)驗(yàn)。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 鎳卷經(jīng)630℃/10h真空退火后各部位性能數(shù)值見(jiàn)表2。將表2數(shù)據(jù)做圖分析，見(jiàn)圖3和圖4。由圖可以看出，鎳卷在此退火制度退火后，整卷性能不均，未進(jìn)行完全退火。鎳卷經(jīng)630℃/10h真空退火后各部位顯微組織見(jiàn)表3。由表3可以看出，卷頭部進(jìn)行了完全退火，卷尾部仍然是冷軋態(tài)纖維狀組織，未完全退火。

3.2.2 鎳卷經(jīng)680℃/10h真空退火后各部位性能數(shù)值見(jiàn)表4。將表4數(shù)據(jù)做圖分析，見(jiàn)圖5和圖6，各部位顯微組織見(jiàn)圖7。由圖5和圖6可以看出，鎳卷經(jīng)680℃/10h真空退火后，卷材各部位性能均勻。性能指標(biāo)均達(dá)到了退火態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。由圖7可以看出，鎳卷經(jīng)680℃/10h退火后，整卷顯微組織均勻一致，均發(fā)生了再結(jié)晶，屬于完全退火。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）630℃/10h真空退火后卷外圈與頭部的抗拉性能370MPa左右，屈服強(qiáng)度82～132MPa，同時(shí)觀察對(duì)應(yīng)位置的顯微組織，已經(jīng)是退火后的再結(jié)晶組織，顯然頭部與外圈進(jìn)行了完全退火。

（2）630℃/10h真空退火后卷尾部與內(nèi)圈抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都在700MPa以上，顯微組織照片中顯示材料還是冷軋后的纖維狀組織，顯然尾部與內(nèi)圈并沒(méi)有充分退火，還是硬態(tài)組織。

（3）680℃/10h真空退火后卷材整卷取樣檢測(cè)結(jié)果顯示，鎳帶進(jìn)行了完全退火，抗拉強(qiáng)度在360～377MPa之間，屈服強(qiáng)度在126～194MPa之間，整卷硬度均勻處在220左右。同時(shí)觀察顯微組織照片，整卷頭、中、尾都形成了完全退火后的再結(jié)晶組織，不存在冷軋后的纖維狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]顧曾迪.有色金屬材料焊接技術(shù)實(shí)用講座（四）-純鎳的焊接（上）[J].電焊機(jī)，1987，4：3.

[2]李有華，王紅武.冷軋變形量對(duì)純鎳板材力學(xué)性能和顯微組織的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2005，2：40.