冷轧变形量对纯镍板材力学性能和显微组织的影响

冷轧变形量对纯镍板材力学性能和显微组织的影响

作者：李有华 王红武

来源：《科技创新与应用》2015年第02期

摘 要：文章研究了不同冷轧变形量对纯镍板材力学性能和显微组织的影响。结果表明：不同冷轧变形量纯镍板材经650℃/1h热处理后，抗拉强度随着冷轧变形量的增加变化不明显，屈服强度随着冷轧变形量的增加持续增大，冷轧变形量为80%时达到峰值139MPa，纵向比横向略高；延伸率随着冷轧变形量的增加变化不明显，在50.0%左右波动。冷轧变形量对纯镍板材的显微组织无明显影响。

关键词：纯镍；冷轧变形量；力学性能；显微组织 前言

纯镍具有优异的耐蚀性能，良好的机械性能，高的耐热性及特殊的电、磁和热膨胀性能。[1]镍的强度和塑形都很好，在冷、热状态下具有良好的压力加工性能。镍的化学稳定性高，是重有色金属中耐蚀性最好的金属之一。镍还具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。[2]所以，镍的应用领域涵盖了从民用产品到航天航空、导弹、潜艇、原子能反应堆等各个行业，是一种不可缺少的重要金属。[3]

文章采用不同冷轧变形量轧制纯镍板材，经热处理后，分析研究了不同冷轧变形量对纯镍板材力学性能和显微组织的影响规律，为纯镍板材压力加工工艺提供一定的有益参考。 1 实验 1.1 实验方案

实验材料为酸洗表面纯镍板材一张，尺寸规格为5.0×800×1000mm，通过1200mm四辊可逆式轧机分别进行10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%和80%冷轧变形后取样。 1.2 试样制备

试样制备为拉伸试样每个变形量各取纵横试样两根，金相取横向样一个。试样经同一热处理制度处理后，分别进行拉伸性能测试（标距选d0=12.5mm）和显微组织观察。热处理制度选择为650℃/1h，冷却方式为空冷。 1.3 测试方法

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拉伸试样加工成标准试样，在CMT5105电子万能试验机上测试室温拉伸性能，实验结果取其平均值。使用Axiovert200mat光学显微镜进行横向显微组织观察。 2 结果与讨论

2.1 冷轧变形量对纯镍板材力学性能的影响

图1为纯镍板材在通过不同冷轧变形量，经650℃/1h热处理后横向（T向）和纵向（L向）的室温力学性能。由图1可见，抗拉强度随着冷轧变形量增加变化不明显，纵向比横向高约10MPa；屈服强度随着冷轧变形量的增加持续增大，冷轧变形量为80%时达到峰值139MPa，纵向比横向略高；延伸率随着冷轧变形量的增加变化不明显，在50.0%左右波动。 图1 纯镍板材不同冷轧变形量热处理后室温力学性能 2.2 冷轧变形量对纯镍板材显微组织的影响

图2为纯镍板材在通过不同冷轧变形量，经650℃/1h热处理后横向（T向）显微组织。由图2（a～h）可以看出，冷加工后经完全退火的镍板显微组织和大多数面心立方金属完全再结晶组织一样，具有多边形的晶粒，晶界较平直，晶内有大量退火孪晶。退火组织中存在大最孪晶是必然的，并非取样、制备金相试样造成的假象。镍退火显微组织的另一特点是存在许多未闭合的“断开”晶界，常误认为是腐蚀程度不够，比如晶界显示的不完整，其实，这是聚集再结晶时晶粒长大的早期阶段在一定温度范围内形成的“悬挂界面”。[4]从再结晶热处理后显微组织可以看出，冷轧变形量对纯镍板材的显微组织无明显影响。 （a）10%冷轧变形量 （b）20%冷轧变形量 （c）30%冷轧变形量 （d）40%冷轧变形量 （e）50%冷轧变形量 （f）60%冷轧变形量 （g）70%冷轧变形量 （h）80%冷轧变形量 图2 纯镍板材不同冷轧变形量热处理后显微组织 3 结束语

（1）纯镍板材抗拉强度随着冷轧变形量的增加呈现轻微波动，屈服强度随着冷轧变形量的增加持续增大，冷轧变形量为80%时达到峰值139MPa，纵向比横向略高；延伸率随着冷轧变形量的增加变化不明显，在50.0%左右波动。（2）冷加工后经完全退火的镍显微组织具有多边形的晶粒，晶界较平直，晶内有大量退火孪晶，存在许多未闭合的“断开”晶界，冷轧变形量对纯镍板材的显微组织无明显影响。

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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，1987，4：39.

[2]陈李，等.N6纯镍丝表面裂纹的研究[J].金属功能材料，2008，6：29-33. [3]曹异生.国内外镍工业现状及前景展望[J].世界有色金属，2005，10：67-71. [4]邱君芳.镍的显微组织及金相腐蚀特性[J].稀有金属材料与工程，1992，2. *通讯作者：李有华（1986-），男，助理工程师。