纯镍带材卷式退火热处理制度研究

牛蓉蓉+++杨娟丽+++王文君

摘 要：通过对纯镍板材不同温度与时间退火后性能的变化确定纯镍带材卷式退火的温度范围，选取两个不同的纯镍带卷分别进行630℃/10h和680℃/10h真空退火，之后取样研究其显微组织及力学性能，最终确定最适合纯镍带材真空退火的热处理制度为680℃/10h。

关键词：纯镍；带材；真空退火

1 概述

近年来，我国镍及镍合金加工材消费量不断增加，年进口增长率约20%，板带材进口占进口总量的75%；国外产品近年来以镍及镍合金板带材的进口增长最为迅速，年平均增长幅度大约在25%以上。国内镍板带材加工水平整体落后，体现在工艺技术、产品规格、产品质量、生产规模等方面，国际急需的电子电工行业镍带箔材、工业建设镍板带材等，目前大部分依赖国外进口，受到国外制约[1]。为了填补国内纯镍带材产品生产空白，宝钛集团联手山西太钢，进行了从铸锭熔炼到镍带轧制一系列的技术研究，本文主要介绍镍带卷冷轧后真空退火制度的技术探索。

2 纯镍板材退火制度摸索

2.1 实验方案

选取牌号为N5的纯镍带材切取试样进行400～700℃退火实验，测试其拉伸性能，确定N5板材再结晶温度[2]。

2.2 实验结果

将镍板材取样不同温度退火后测试其力学性能见表1。将退火后性能的横向平均值和纵向平均值分别作图，见图1、图2。

2.3 结果分析

从图1、图2中可以看出，镍板的抗拉和屈服强度随着热处理温度的升高，逐渐降低，在650℃时发生明显下降。横向抗拉强度和屈服强度分别比600℃退火后降低258MPa和465MPa，纵向抗拉强度和屈服强度降低235MPa和437MPa，横纵向延伸率分别提高37.5%和31.5%，从而确定研究中的N5板材的退火温度在650℃附近。

3 纯镍带材真空热处理制度研究

3.1 实验方案

实验材料选取生产现场规格为1.0mm×1380mm×100m的两个N5卷材，实验设备为宝钛集团板带厂HCB-120432-EQ卧式车底式真空退火炉。最高工作温度1232℃，温度均匀性±5℃，极限真空度5×10-4Pa。根据上述纯镍板材熱处理制度摸索结果，结合真空退火炉卷式退火经验，由于真空卷式退火保温时间长，因此选取650℃附近两个温度进行试验，确定退火制度为630℃/10h和680℃/10h，对镍卷进行卷式退火实验。

3.2 实验结果

3.2.1 镍卷经630℃/10h真空退火后各部位性能数值见表2。将表2数据做图分析，见图3和图4。由图可以看出，镍卷在此退火制度退火后，整卷性能不均，未进行完全退火。镍卷经630℃/10h真空退火后各部位显微组织见表3。由表3可以看出，卷头部进行了完全退火，卷尾部仍然是冷轧态纤维状组织，未完全退火。

3.2.2 镍卷经680℃/10h真空退火后各部位性能数值见表4。将表4数据做图分析，见图5和图6，各部位显微组织见图7。由图5和图6可以看出，镍卷经680℃/10h真空退火后，卷材各部位性能均匀。性能指标均达到了退火态标准。由图7可以看出，镍卷经680℃/10h退火后，整卷显微组织均匀一致，均发生了再结晶，属于完全退火。

4 实验结果

（1）630℃/10h真空退火后卷外圈与头部的抗拉性能370MPa左右，屈服强度82～132MPa，同时观察对应位置的显微组织，已经是退火后的再结晶组织，显然头部与外圈进行了完全退火。

（2）630℃/10h真空退火后卷尾部与内圈抗拉强度和屈服强度都在700MPa以上，显微组织照片中显示材料还是冷轧后的纤维状组织，显然尾部与内圈并没有充分退火，还是硬态组织。

（3）680℃/10h真空退火后卷材整卷取样检测结果显示，镍带进行了完全退火，抗拉强度在360～377MPa之间，屈服强度在126～194MPa之间，整卷硬度均匀处在220左右。同时观察显微组织照片，整卷头、中、尾都形成了完全退火后的再结晶组织，不存在冷轧后的纤维状态。

参考文献

[1]顾曾迪.有色金属材料焊接技术实用讲座（四）-纯镍的焊接（上）[J].电焊机，1987，4：3.

[2]李有华，王红武.冷轧变形量对纯镍板材力学性能和显微组织的影响[J].科技创新与应用，2005，2：40.