纯镍N6板带拼焊接头冷轧工艺研究

摘要

纯镍N6卷在拼焊后需要进行冷轧到成品交货状态，冷轧过程中板带容易发生断带，断带对于整个生产线的生产效率及成材率的影响都非常大，为了提高产品的成材率，并能有效的解决以上生产实际问题，本实验对整个冷轧工艺进行优化调整，以保证在实际生产过程中能有效的减低断带率，提高生产效率和产品成材率。
　　实验前期先用等离子弧对纯镍N6板材进行拼焊，用最优焊接参数下的接头进行后续冷轧实验，用同样的冷轧工艺对母材、填丝接头、不填丝接头分别进行冷轧，对同一道次下三者的力学性能和微观组织作对比研究。
　　从5.5mm-1.5mm分8个道次，每道次下压量为0.5mm，分析实验结果数据表明，在冷轧过程中，母材、填丝接头、不填丝接头三者的力学性能变化遵从同样的规律，即抗拉强度越来越大，延伸率越来越小。对比5.0mm与1.5mm两个厚度下三者的力学性能可知，母材抗拉强度值由358.9 MPa增加到了580.4 MPa，其延伸率由12.9％降低到了1.2％，填丝接头抗拉强度值由388.4 MPa增加到了629.8 MPa，其延伸率由20.0％降低到了1.5％，不填丝接头抗拉强度值由239 MPa增加到了614 MPa，其延伸率由14.7％降低到了5.6％。拉伸断口SEM形貌分析图表明，韧窝分布逐渐在减少，且韧窝逐渐变浅，说明断裂形式从以塑性断裂为主逐渐过渡成为以脆性断裂为主的混合型断裂，这说明在冷轧过程中接头的塑性韧性都在逐渐降低。微观组织照片显示，冷轧变形对晶粒细化作用明显，呈现出越来越细长的变化趋势，在冷轧至厚度为1.5mm时，晶粒已是明显的细条状形态。
　　在冷轧至板厚为1.5mm时，需要对板材进行去应力退火，本实验应用真空退火炉，选取800℃、900℃、1000℃三个不同温度，均保温15min后随炉冷却至室温。退火后经比较得出:900℃的退火试样力学性能更优，且晶粒更为均匀细小。故而确定最优退火工艺为:加热温度为900℃，保温时间为15min，冷却方式随炉冷却。
　　从1.5mm-0.2mm的精轧过程总共分为6个道次，总加工率达到87％，试验数据表明，精轧过程中，各接头的力学性能变化规律与退火前冷轧过程相同，抗拉强度值逐渐增高，延伸率逐渐减小，晶粒细化现象越来越明显。填丝接头在冷轧至0.2mm时，其抗拉强度值增加到了725.5MPa，延伸率降低到了0.57％。此时的拉伸断口SEM形貌图中已经几乎没有韧窝可见，存在明显的河流状花样，属于典型的脆性断裂。在微观组织照片中，晶粒呈明显的扁平状、细条状分布。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 镍以及镍合金概述

1．1．1 金属镍分布情况

1．1．2 镍的工业应用及发展

1．2．纯镍简述

1．2．1 纯镍N6

1．3 等离子焊接概述

1．4 冷轧概述

1．4．1 冷轧机的发展状况

1．4．2 冷轧机的基本形式

1．4．3 冷轧机的发展趋势

1．4．4 冷轧的特点

1．4．5 冷轧常见缺陷

1．5 中国镍板带材现状

1．6 课题研究目标、研究内容和拟解决的关键性问题

1．6．1 课题研究目标

1．6．2 研究内容

1．6．3 拟解决的关键性问题

第二章 实验材料、实验设备、方法及技术方案

2．1 试验材料

2．2 试验器材与设备

2．2．1 试验器材

2．2．2 试验设备

2．3 焊接过程

2．4 冷轧过程

2．4．1 前期制定冷轧工艺

2．4．2 结合实际生产验证冷轧工艺

2．5 拉伸试样制备

2．6 拉伸试验原理及方法

2．7 金相试样制备与金相分析

2．7．1 制备金相试样

2．7．2 金相组织分析

第三章 N6等离子弧焊焊接工艺研究

3．1 焊前准备

3．2 最佳焊接工艺参数的确定

3．3 焊接接头组织及力学性能分析

3．3．1 焊接接头拉伸试验结果

3．3．2 焊接接头显微组织分析

第四章 退火前填丝与不填丝接头冷轧工艺

4．1 冷轧工艺方案的制定

4．1．1 冷轧工艺制定依据

4．1．2 压下制度的制定

4．2 冷轧接头宏观外貌分析

4．2．1 不填丝接头冷轧宏观外貌分析

4．2．2 填丝接头冷轧宏观外貌分析

4．3 力学性能分析

4．3．1 不填丝力学性能分析

4．3．2 填丝力学性能分析

4．3．3 力学性能与母材比较

4．4 断口形貌分析

4．4．1 填丝与不填丝接头冷轧断口形貌对比

4．4．2 母材与填丝、不填丝接头断口形貌对比

4．5 冷轧接头微观组织对比分析

第五章 退火工艺

5．1 退火方案

5．1．1 退火方案制定依据

5．1．2 退火工艺的确定

5．2 接头退火后外观形貌

5．3 退火后力学性能以及微观组织

5．3．1 力学性能分析

5．3．2 断口形虢对比

5．3．3 微观组织对比

5．4 力学性能与退火前对比

第六章 退火后填丝与不填丝接头冷轧工艺

6．1 退火后冷轧压下制度

6．2 接头的力学性能及微观组织研究

6．2．1 接头力学性能分析

6．2．2 拉伸断口形貌对比

6．2．3 微观组织分析

第七章 结论

参考文献

致谢

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