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鎳N6
鎳帶對美國牌號：N4，N6 對應(yīng)的 是 ASME II 中的Ni201和Ni200, 即低碳純鎳和普通純鎳（即N4 ，Ni201， N6，Ni200）。
鎳帶執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：N4/N6純鎳帶生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T2072-2007
材料特性
商用純鎳或低合金鎳的特點(diǎn)在很多領(lǐng)域是非常有用的，如：化學(xué)過程和電子行業(yè)等。鎳對各種還原性化學(xué)物質(zhì)有一定抗力，而對苛性堿的抗力是無法替代的。與鎳基合金相比，商用純鎳有更高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，同時居里溫度也更高，具有良好的磁致伸縮性能。退火鎳具有低的硬度以及良好的延展性和柔韌性。這些特性加上其良好的焊接性能使得該金屬容易加工成型。鎳的加工硬化速率相對較低，但它可以通過冷做達(dá)到中等強(qiáng)度水平并保持其延展性。
純鎳是一種銀白色金屬，由于具有優(yōu)良的耐蝕性，較高的電真空性能和電磁控制性能，廣泛應(yīng)用于化工、機(jī)械電子，食品等方面。純鎳具有優(yōu)良的焊接性能和加工性能。鎳及鎳合金可加工成管棒線板帶箔材產(chǎn)品。N6是工業(yè)上應(yīng)用廣泛的材料，它具有很好的機(jī)械性能，在許多腐蝕環(huán)境中具有優(yōu)良的耐蝕性能，特別耐燒堿的腐蝕。
表1 牌號及標(biāo)準(zhǔn)
| 材料 牌號 | 標(biāo)準(zhǔn) 系列 | 標(biāo)準(zhǔn) | |||||||
| 化學(xué) 成分 | 管材 | 板材 | 棒材 | 帶材 | 焊絲 | 鍛件 | |||
| 無縫管 | 焊接管 | ||||||||
| 國標(biāo) N6 | GB/T | 5235 | 2882 | / | 2054 | 4435 | 2072 | 26030 | |
| NB/T | 47019 | / | |||||||
| JB/T | 4748 | ||||||||
表2 化學(xué)成分
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Ni+Co | Mo |
| N6 | ≤0.1 | ≤0.1 | ≤0.05 | ≤0.02 | ≤0.005 | ≥99.5 | — |
| 元素 | Cr | Fe | Al | Ti | Mg | Cu | — |
| N6 | — | ≤0.1 | — | — | ≤0.1 | ≤0.1 | 雜質(zhì)≤0.5 |
表3 物理性能
| 密度 | 8.89 g/cm³ |
| 熔點(diǎn) | 1435~1450℃ |
N02200/鎳N6 機(jī)械性能
表6 名義機(jī)械性能
| 狀態(tài) | 厚度 | 抗拉強(qiáng)度 （MPa） | 屈服強(qiáng)度0.2%,（MPa） | 延伸率（50mm） （%） | 硬度 | |||
| 布氏 | 洛氏B | |||||||
| 棒材 | ||||||||
| Y（硬態(tài)） | 3~20 | ≥590 | — | ≥5 | ||||
| ＞20~30 | ≥540 | — | ≥6 | |||||
| ＞30~65 | ≥510 | — | ≥9 | |||||
| M（退火態(tài)） | 3~30 | ≥380 | — | ≥34 | ||||
| ＞30~65 | ≥345 | — | ≥34 | |||||
| R（熱加工態(tài)） | 32~60 | ≥515 | — | ≥15 | ||||
| ＞60~254 | ≥345 | — | ≥20 | |||||
| 板材 | ||||||||
| M（退火態(tài)） | ≤1.5 | ≥380 | ≥100 | ≥35 | ||||
| ＞1.5 | ≥380 | ≥100 | ≥40 | |||||
| R（熱加工態(tài)） | ＞4 | ≥380 | ≥135 | ≥30 | ||||
| Y（硬態(tài)） | ≤1.5 | ≥540 | — | ≥2 | ||||
| ＞1.5 | ≥620 | ≥480 | ≥2 | 90-95 | ||||
| Y2（半硬態(tài)） | ＞1.5 | ≥490 | ≥290 | ≥20 | 79-85 | |||
| 管材 | ||||||||
| M（退火態(tài)） | ＜0.9 | ≥390 | — | ≥35 | — | — | ||
| ≥0.9 | ≥370 | — | A≥35 | — | — | |||
| Y（硬態(tài)） | ＜0.9 | ≥540 | — | — | — | |||
| ≥0.9 | ≥520 | — | A≥6 | — | — | |||
| Y2（半硬態(tài)） | ≥0.9 | ≥420 | — | ≥12 | — | — | ||
| Y0（消除應(yīng)力） | ≥0.9 | ≥460 | — | — | — | — | ||
| 帶材 | ||||||||
| M（軟態(tài)） | 0.25~1.2 | ≥392 | A≥30 | |||||
| Y（硬態(tài)） | ≥539 | A≥2 | ||||||
高溫性能
鎳N6的高溫性能可以參考美標(biāo)N02200材料。
金相結(jié)構(gòu)
鎳N6 是一種面心立方結(jié)構(gòu)的固溶合金。微觀結(jié)構(gòu)中通常典型的表現(xiàn)出少量的非金屬夾雜，夾雜主要為氧化物且不隨退火而改變。在425-650°C溫度范圍內(nèi)的暴露時間將產(chǎn)生石墨沉淀物（見圖9）。由于這個原因該合金不推薦在315-650°C溫度范圍內(nèi)使用；在此溫度范圍應(yīng)使用鎳201或N5。
腐蝕抗力
鎳N6的腐蝕數(shù)據(jù)建議參考美標(biāo)N02200（N7）材料。
加工
加熱和酸洗
鎳N6可以在其重結(jié)晶溫度以上很寬的溫度范圍內(nèi)退火。對經(jīng)過很大冷變形的材料，溫度可以低到595°C 到650°C，但從實(shí)用性考慮，溫度范圍通常為高于705°C到925°C。由于缺少在更復(fù)雜合金中的能夠抑制晶粒長大的一定量的殘留元素和第二相，鎳200 在較高溫度下的晶粒長大非?？?。圖10 為各種退火溫度對晶粒尺寸的影響。在較高溫度下，在溫度下暴露的時間必須嚴(yán)格監(jiān)控來控制晶粒尺寸的過分長大。
在分批箱式爐、釜或開式爐中退火通常的溫度范圍為705°C到815°C，根據(jù)零件截面
尺寸和所包含的冷做量，退火時間為30 分鐘到3 小時不等。鎳200 有相對較高的熱傳導(dǎo)率，因此加熱速率相對較高。冷卻速度要求不嚴(yán)格；淬火不必要，除非作為減少熱處理循環(huán)的時間或部分的減少在氧化性氣氛中加熱和冷卻時表面的氧化。這種減少氧化的方法是在含2%酒精的水中淬火。一種松軟的氧化物會存在，但可以通過標(biāo)準(zhǔn)的酸洗溶液消除。在推進(jìn)式、滾筒爐膛和傳送帶爐式的連續(xù)退火時，通常溫度范圍為790°C 到955°C，在熱區(qū)的時間為15 到45 分鐘。帶材和線材可以成束的退火，溫度范圍為870°C 到1040°C，時間為在熱區(qū)從5 到10 分鐘知道幾秒鐘。
圖1 開式退火條件對鎳200 晶粒尺寸的影響
制造廠應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建立專門的熱處理方法，通過選擇合適的溫度范圍和處理方式來提供合適的晶粒尺寸和性能。細(xì)到中等晶粒尺寸對保持在成型過程中的平滑表面是必須的，其尺寸為0.025到0.10mm，對應(yīng)的ASME 晶粒尺寸為7-1/2 到3-1/2。在925℃退火1 小時或更長時間將導(dǎo)致硬度大約在Rockwell B 20 到40 之間。這種處理通常被叫做軟化退火，由于其機(jī)械性能低并且晶粒結(jié)構(gòu)粗大，僅在特殊應(yīng)用如爆裂膜片中使用。退火應(yīng)該在還原氣氛中進(jìn)行以保持光亮表面，常用干氫氣和分離氨；但更經(jīng)濟(jì)的氣氛如部分燃燒過的天然氣也能提供適當(dāng)?shù)墓饬炼?。由于存在危險的晶間氧化，應(yīng)避免在高溫氧化性氣氛中加熱。鎳200 對硫磺和如鉛、錫、鋅和鉍等低熔點(diǎn)金屬的晶間侵蝕非常敏感。在實(shí)際使用時在加熱前應(yīng)該特別小心除去所有的潤滑劑、標(biāo)記、車間灰塵等。
冷、熱成型
熱成型：鎳200 可以方便的進(jìn)行各種形狀的熱成型。在成型中合適的溫度是達(dá)到熱延展性的重要因素。推薦的熱成型溫度范圍為650°-1230°C。所有大變形量的鍛造應(yīng)該在870°C以上進(jìn)行，該材料在此溫度以下很快會變硬。但在該溫度下的輕微鍛造會產(chǎn)生更高的機(jī)械性能。實(shí)驗(yàn)室對環(huán)狀應(yīng)用的鍛件盤的實(shí)驗(yàn)表明在650°C對材料進(jìn)行50%的變形可以提高其在650°C的拉伸性能。熱彎曲的佳溫度范圍為870°- 1230°C。在操作中均應(yīng)注意避免將鎳200 在2250°F（1230°C）以上進(jìn)行加熱。
加熱鎳200 的爐子應(yīng)該設(shè)計(jì)成在氣體接觸到金屬之前就燃燒。好使用無硫的氣體和燃油。如果采取合適的措施低硫含量的燃油（低于0.5%）可以達(dá)到良好的結(jié)果。加熱鎳200 的氣體的總含硫量不能含超過30/100 立方英尺氣體（0.68 克/立方米），好不要超過15/100 立方英尺氣體（0.34克/立方米）。在此還原性氣氛對避免氧化是必須的。金屬應(yīng)該裝入預(yù)加熱的爐子并在達(dá)到需要的溫度后盡快取出快速加工。應(yīng)該提供鋼軌或其它支撐來防止金屬接觸爐子的底部或側(cè)邊。有時防止金屬被爐頂散裂物污染也是必要的。
冷成型
鎳200 可以使用現(xiàn)有的冷成型方法加工?？偟膩碚f，除了由于鎳200 具有更高的彈性極限而使它在成型加工時需要更大的動力外，它的其它行為和低碳鋼類似。因此，手工操作如旋壓、手工錘打等僅限于簡單形狀。大加工量的手工成型只能通過頻繁的退火來軟化來達(dá)到。吸拔和深沖模具由灰鐵、冷硬鐵和鑄造合金作成。鍍鉻硬化鋼、碳化鎢和鉆石模具被用來做線材拉絲模。所有模具表面應(yīng)該高度拋光。
動物脂肪、肥皂、硫基油、豬油提煉的潤滑油和類似的中潤滑劑被用在與冷加工相關(guān)的操作上。冷軋薄板和帶材可以在垂直軋制方向的彎曲軸上彎曲非常大的角度。不論是退火或消應(yīng)力回火的鎳200 冷凝管都可以方便的漲到換熱器的管板中。在冷拔或大變形操作結(jié)果中使用軟回火材料在大多數(shù)情況下通常將得到滿意。冷軋（非延展校平）
并退火的薄板對旋壓和其它手工加工是佳的條件。
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