純鎳帶材卷式退火熱處理制度研究

牛蓉蓉+++楊娟麗+++王文君

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

關鍵詞：純鎳；帶材；真空退火

1 概述

近年來，我國鎳及鎳合金加工材消費量不斷增加，年進口增長率約20%，板帶材進口占進口總量的75%；國外產品近年來以鎳及鎳合金板帶材的進口增長最為迅速，年平均增長幅度大約在25%以上。國內鎳板帶材加工水平整體落后，體現在工藝技術、產品規格、產品質量、生產規模等方面，國際急需的電子電工行業鎳帶箔材、工業建設鎳板帶材等，目前大部分依賴國外進口，受到國外制約[1]。為了填補國內純鎳帶材產品生產空白，寶鈦集團聯手山西太鋼，進行了從鑄錠熔煉到鎳帶軋制一系列的技術研究，本文主要介紹鎳帶卷冷軋后真空退火制度的技術探索。

2 純鎳板材退火制度摸索

2.1 實驗方案

選取牌號為N5的純鎳帶材切取試樣進行400～700℃退火實驗，測試其拉伸性能，確定N5板材再結晶溫度[2]。

2.2 實驗結果

將鎳板材取樣不同溫度退火后測試其力學性能見表1。將退火后性能的橫向平均值和縱向平均值分別作圖，見圖1、圖2。

2.3 結果分析

從圖1、圖2中可以看出，鎳板的抗拉和屈服強度隨著熱處理溫度的升高，逐漸降低，在650℃時發生明顯下降。橫向抗拉強度和屈服強度分別比600℃退火后降低258MPa和465MPa，縱向抗拉強度和屈服強度降低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 實驗方案

實驗材料選取生產現場規格為1.0mm×1380mm×100m的兩個N5卷材，實驗設備為寶鈦集團板帶廠HCB-120432-EQ臥式車底式真空退火爐。最高工作溫度1232℃，溫度均勻性±5℃，極限真空度5×10-4Pa。根據上述純鎳板材熱處理制度摸索結果，結合真空退火爐卷式退火經驗，由于真空卷式退火保溫時間長，因此選取650℃附近兩個溫度進行試驗，確定退火制度為630℃/10h和680℃/10h，對鎳卷進行卷式退火實驗。

3.2 實驗結果

3.2.1 鎳卷經630℃/10h真空退火后各部位性能數值見表2。將表2數據做圖分析，見圖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，未進行完全退火。鎳卷經630℃/10h真空退火后各部位顯微組織見表3。由表3可以看出，卷頭部進行了完全退火，卷尾部仍然是冷軋態纖維狀組織，未完全退火。

3.2.2 鎳卷經680℃/10h真空退火后各部位性能數值見表4。將表4數據做圖分析，見圖5和圖6，各部位顯微組織見圖7。由圖5和圖6可以看出，鎳卷經680℃/10h真空退火后，卷材各部位性能均勻。性能指標均達到了退火態標準。由圖7可以看出，鎳卷經680℃/10h退火后，整卷顯微組織均勻一致，均發生了再結晶，屬于完全退火。

4 實驗結果

（1）630℃/10h真空退火后卷外圈與頭部的抗拉性能370MPa左右，屈服強度82～132MPa，同時觀察對應位置的顯微組織，已經是退火后的再結晶組織，顯然頭部與外圈進行了完全退火。

（2）630℃/10h真空退火后卷尾部與內圈抗拉強度和屈服強度都在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，顯然尾部與內圈并沒有充分退火，還是硬態組織。

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

參考文獻

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

[2]李有華，王紅武.冷軋變形量對純鎳板材力學性能和顯微組織的影響[J].科技創新與應用，2005，2：40.