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什么是镍 200 （UNS N02200）？镍 200 的化学成分 （UNS N02200）镍 200 的物理性质 （UNS N02200）镍 200 （UNS N02200） 产品形式和标准镍 200 （UNS N02200） 的主要特点
什么是镍 201 （UNS N02201）？镍 201 的化学成分 （UNS N02201）镍 201 的物理性质 （UNS N02201）镍 201 （UNS N02201） 的主要特点镍 201 （UNS N02201） 的产品形式和标准
镍 200 和镍 201 有什么区别？镍 200 焊颈法兰
N6 纯镍板冷轧后的退火工艺1. 实验材料和实验设计2. 实验结果和分析2.1 N6 板的微观结构2.2 N6 片材在室温下的机械性能3. 总结
什么是镍 200 （UNS N02200）？
UNS N02200 和 W.Nr。 2.4060 和 2.4066，镍 200 是一种固溶体增强和商业纯锻造镍。 它具有优异的机械性能和对许多腐蚀环境的优异抵抗力。 镍 200 由于其耐腐蚀性，主要用于食品加工业。 它还可用于涉及还原化学品、苛性碱、蒸馏水和天然水、碱性盐溶液、干氟和合成纤维的应用。 根据具体的产品形式，镍 200 采用不同的热处理和交货条件，导致不同的机械性能（拉伸强度、屈服强度、伸长率、面积减少、硬度等）。
镍 200 是工业级的，具有优异的机械性能和对碱（如氢氧化钠）的优异耐腐蚀性。 它还具有出色的电、热和磁致伸缩性能。
镍 200 也称为 Fiwer 200。
镍 200 （UNS N02200） 广泛应用于海洋工程、化工和碳氢化合物加工设备等许多领域。 阀门、泵、轴、法兰、附件、紧固件、热交换器。
镍 200 的化学成分 （UNS N02200）
镍 （+ 钴）≥99.0
铜≤0.25
铁≤0.40
锰≤0.35
碳≤0.15
硅≤0.35
硫≤0.01
镍的化学成分 200，%
镍 200 的物理性质 （UNS N02200）
密度熔融范围比热居里温度
磅/英寸3克/厘米3°F°CBtu/lb*°F焦耳/千克*°C°F°C
0.3218.892615-26351435-14460.109456680360
镍 200 的物理性质
密度8.89 克 /立方厘米0.321 磅/英寸
熔点1446°C2635°华氏度
膨胀系数13.3微米/米°C（20~100°C）7.4 x 10-6 英寸/英寸 °F （70 – 212°F）
刚度系数81 千牛/平方毫米11748 码
弹性模量204 千牛/平方毫米29588 码
电阻 率
9.6μΩ·cm58 欧姆 • samil/ft
导热
70.2瓦/米·°C487 BTU • 英寸/英尺2 • h • °F
自然界
地位近似抗拉强度近似工作温度
N /平方毫米KSI
退火400 – 50058 – 73在这些温度下，拉伸强度和伸长率显著降低至 315 °C （600 °F）。 工作温度与环境、负载和尺寸范围有关。
Hard Draw700 – 900102 – 131
上述拉伸强度是典型的。 如果您需要其他值，请联系我们以获取更多信息。
镍 200 （UNS N02200） 产品形式和标准
产品形态标准
棒材和棒材ASTM B160、DIN 17752、ISO9723
管道和管材ASTM B161、B163、B725、B730、B751、B775、B829、DIN 17751、ISO 6207
板材、片材、条ASTM B162、DIN 17750、ISO 6208 标准
附属品ASTM B366
锻件ASTM B564、ISO 9725、DIN17754
线DIN 17753、ISO 9724 标准
镍 200：产品形状和相关标准
镍 200 （UNS N02200） 的主要特点
工业级镍。
它耐各种还原性化学品和腐蚀性物质。
磁致伸缩性能好。
高导电性和导热性。
它具有良好的延展性和低加工硬化率。
它具有良好的焊接性能。
什么是镍 201 （UNS N02201）？
UNS N02201 或 W.Nr。 2.4061 和 2.4068，镍 201 的化学成分与镍 200 几乎相同，只是其碳含量较低。 镍 201 通常用于苛性碱蒸发器、燃烧舟、电镀棒和电子元件。 与镍 200 相比，镍 201 的基本硬度要低得多，加工硬化率也较低，特别适用于旋压和冷成型。 根据 ASME 锅炉和压力容器规范第 VIII 节第 1 部分，镍 201 被批准用于制造可在高达 1250°F 的温度中使用的压力容器。 机械性能也因制造工艺和热处理条件而异。
镍 201 的化学成分 （UNS N02201）
镍 （+ 钴）≥99.0
铜≤0.25
铁≤0.40
锰≤0.35
碳≤0.02
硅≤0.35
硫≤0.01
镍的化学成分 201，%
镍 201 的物理性质 （UNS N02201）
密度比热居里温度弹性模量（张力）
磅/英寸3克/厘米3Btu/lb*°F焦耳/千克*°C°F°C103 KSIGPa
0.3218.890.10945668036030207
镍 201 的物理性质
密度8.89 克 /立方厘米0.321 磅/英寸
熔点1446°C2635°华氏度
膨胀系数13.1微米/米°C（20~100°C）7.3 x 10-6 英寸/英寸 °F （70 – 212°F）
刚度系数82 千牛/平方毫米11893 码
弹性模量207 千牛/平方毫米30000 码
电阻 率
8.5μΩ·cm51 欧姆 • samil/ft
导热
79.3瓦/米·°C550 BTU • 英寸/英尺2 • h • °F
自然界
地位近似抗拉强度近似工作温度
N /平方毫米KSI
退火400 – 50058 – 73在这些温度下，拉伸强度和伸长率显著降低至 315 °C （600 °F）。 工作温度与环境、负载和尺寸范围有关。
Hard Draw700 – 900102 – 131
上述拉伸强度是典型的。 如果您需要其他值，请联系我们以获取更多信息。
镍 201 （UNS N02201） 的主要特点
镍 200 的低碳版本。
在 Nickel 200 之前，它用于需要暴露在 315 °C （600 °F） 以上温度下的应用。
它耐各种还原性化学品和腐蚀性物质。
磁致伸缩性能好。
高导电性和导热性。
它具有良好的延展性和低加工硬化率。
它具有良好的焊接性能。
镍 201 （UNS N02201） 的产品形式和标准
产品形态标准
棒材和棒材ASTM B160、DIN 17752、ISO9723、VdTUV 345
管道和管材ASTM B161、B163、B725、B730、B751、B775、B829、DIN 17751、ISO 6207、BS 3074（NA 12）、VdTUV 345
板材、片材、条ASTM B162、DIN 17750、ISO 6208、BS3072-3073（NA 12）、SAE AMS 5553、VdTUV 345
附属品ASTM B366
锻件ISO 9725、DIN 17754 认证
线DIN 17753、ISO 9724 标准
镍 201：产品形状和相关标准
镍 200 和镍 201 有什么区别？
镍有两种变体，镍 200 和低碳镍 201，这两种镍都具有出色的耐苛性钠，即使是在高温无水形式下也是如此。 除银外，镍是高温下最耐高温腐蚀性物质的金属，高温腐蚀性物质通常很普遍。 在苛性碱浓度高达 73.0% 时，腐蚀速率通常小于 025 mm/y （1 mpy）。 如图所示，百分比增加到略高于 XNUMX%。
镍 73 含有高达 200.0% 的碳，当加热到 10°C （425°F） 以上时会沉淀为石墨碳，从而降低合金的延展性。 如果您在低至
800°C （315°F） 的温度下长时间加热，也会发生这种情况。 在高于 600°C （300°F） 的温度下，例如熔融的苛性酐，应使用低碳镍 570 以避免石墨形成以及相关的脆化和晶界侵蚀。
在大多数腐蚀性应用中，镍 201 和镍 200 对任何浓度和高达约 201°C （290°F） 的温度下的腐蚀性 SCC 都具有很强的抵抗力。 通常，镍 550 或 200 是最耐用的，但合金 201 和 400 通常用于更高的强度。
镍 600 很容易被汞降解，一些降解情况被认为是由于腐蚀性工艺原料的汞污染造成的。
作为纯镍，镍 200 和镍 201 具有优异的机械性能和耐腐蚀性。
在高于 300 °C （572 °F） 的应用温度下，镍 201 优于镍 200，因为它的碳含量较低，这大大降低了强度和加工硬化速度，并提高了延展性。 这 XNUMX 种材料广泛用于汽车制造和化工行业。
优异的耐
腐蚀性 镍 200 和镍 201 对各种腐蚀性介质，特别是氢氟酸和碱具有优异的耐腐蚀性。 它不仅在还原条件下表现出优异的耐腐蚀性，而且一旦形成钝化氧化层，在氧化介质中也具有良好的耐腐蚀性。 此外，由于镍含量高，这种 XNUMX 材料的耐腐蚀性在高浓度碱性溶液和盐浴的环境中也非常出色。
镍 201 的碳含量降低，即使在 315 °C （599 °F） 以上的高温环境中，也几乎完全避免了晶间腐蚀。 然而，在碱性溶液中，氯酸盐浓度应保持在较低水平，因为氯酸盐更容易因形成氯化物而受到腐蚀。
镍 200 和镍 201 对无机酸的耐腐蚀性随温度、溶液浓度和通风而变化。 例如，在没有通风的酸性环境中，201材料的耐腐蚀性更强。 这两种材料对酸、碱和中性盐溶液（氧化盐溶液除外）具有优异的耐腐蚀性。 这两种材料在常温下具有良好的耐干气性。 镍 XNUMX 可用于温度高达 XNUMX °C （XNUMX °F） 的干燥氯和氯化氢。
镍 550 是碳限度为 1022.201% 或更低的纯镍。 如果温度高于 0 °C （02 °F），则应使用镍 200 代替镍 315。 该材料经认证可用于在 -600°C ~ 10°C （600°F ~ 14°F） 温度下运行的压力容器。
在高于 1112 °C （300 °F） 的应用温度下，镍 572 优于镍 201，因为它的碳含量较低，这大大降低了强度和加工硬化速度，并提高了延展性。
镍 200 焊颈法兰
最近，我们向一家波兰客户提供了几根由 ASTM B200 级 N160 棒材制造的镍 02200 焊颈法兰。 法兰的尺寸符合 EN 1092-1 类型 11 DN32（焊颈、凸起表面）。
N6 纯镍板冷轧后的退火工艺
纯镍具有优良的耐腐蚀性、良好的焊接性和可加工性、较高的电真空性能和电磁控制性能。 广泛应用于化学、机械和电子领域，以及集成电路中电子、磁性薄膜、高纯试剂、标准品等的制备。 它是现代工业不可或缺的重要材料，在国民经济、国防建设、现代化和信息社会中起着举足轻重的作用。 纯镍 N6 是业内使用最广泛的纯镍材料。 目前，生产 N6 纯镍的主要方法是使用真空感应炉和真空消耗性电弧炉。 但是，生产过程复杂，需要多次重熔和提纯过程，并且消耗大量能源，导致产品存在许多缺陷。
当使用电子束冷床炉进行熔炼时，只需要 6 次熔炼，这缩短了工艺流程并提高了生产能力。 NXNUMX 电子束冷床炉，用于熔化镍锭及其轧制工艺，以及冷轧后的热处理工艺。 在这种情况下，生产成本会降低，这对工业生产具有重要意义。
本文以电子束冷床炉中熔化的纯镍 N6 （nickel 200/UNS N02200） 冷轧薄板为实验材料。 通过研究不同温度下热处理后材料微观组织和力学性能的变化，探索了 N6 板材冷轧后的最佳热处理工艺。
1. 实验材料和实验设计
实验材料是在电子束冷床炉中熔化并发生 6% 冷轧变形的纯镍 N200 （nickel 02200/UNS N50） 板。 其化学成分见表 1。
表 1 纯镍 N6 板的化学成分（质量分数，%）
镍 + 钴铜四锰CS铁
≥99.5≤0.10≤0.10≤0.05≤0.10≤0.005≤0.10
实验采用的原材料规格为300mm×20mm×1.5mm的N6板坯。 我们对基材进行显微组织观察、抗拉强度和硬度测试。 由于纯镍在高温下容易氧化，因此在本实验中使用真空热处理炉 SG-GL1400K 进行真空退火。 退火温度分别为 350、400、450、500 和 550°C，保温时间为 1 小时。 冷却方法是将炉冷却至 150°C，然后风冷至室温。 我们进行退火板的微观结构观察和性能测试。 切出少量样品用于金相和微观结构观察。 拟合切割后的样品，经过粗磨、精磨、用水车抛光后，抛光后的样品被腐蚀。 使用光学显微镜 （OM） 观察微观结构。 使用完整的洛氏硬度计来测量显微硬度，并在测试过程中对样品的不同部分施加五个载荷。 平均值读取为显微硬度值。 采用电子万能试验机进行室温拉伸性能试验，取XNUMX个试样的平均值，获得拉伸数据。
2. 实验结果和分析
2.1 微观结构N6 板
图 1 显示了 50% 变形的冷轧板坯和在不同温度下退火的 N6 纯镍板的微观结构。 图 1 （a） 显示了变形为 50% 的原始冷轧板坯的微观结构。 从图中可以看出，轧制后的晶体取向在相同的变形方向上发生变形，晶粒组织细小。 它沿滚动方向拉伸和展平，从而导致较大的扭曲。 这是因为金属在钣金的塑性变形过程中受到剪切应力，晶粒通过挤压细化。 图 1（b） 显示了冷轧板坯在 350°C 下保温 1 小时后的微观结构。 在 350°C 时，杂质开始沿晶界沉淀，从而促进晶粒成核和生长。 同时，轧制后的细晶粒也会在温度的影响下生长。 与图 1 （a） 中的原始状态相比，大量小颗粒似乎在严重变形的颗粒中分布不均匀。 当温度上升到 400°C [图 1（c）] 时，小颗粒逐渐生长，在 450°C 时出现明显的沉淀和杂质元素聚集。
图 1（e） 显示了在 500°C 下退火 1 小时后的微观结构。 由此可见，随着温度的不断升高，杂质元素会扩散到基体材料中，板会完全重结晶。 颗粒明显生长并返回均匀的等轴颗粒。 轧制引起的晶粒变形消失，晶界由大角度晶界变为小角度晶界，消除了变形强化和残余应力。 当温度达到 550°C 时[图 1（f）]，较小颗粒之间的晶界在 500°C 下通过再结晶熔化，较大的颗粒吞噬较小的颗粒，显着增加晶粒尺寸。
图 1 N6 纯镍在 × 1 不同温度下退火 100 小时后的显微组织
2.2 N6 片材在室温下的机械性能
表 6 显示了 N2 板材在原始状态下和在不同温度下退火后的机械性能。 数据的组织方式如图 2 所示。 从表中可以看出，材料在以 50% 的变形轧制后会进行机械加工硬化。 板材在原始状态下的硬度、抗拉强度和屈服强度均达到最高值，伸长率低，塑性差。 随着退火温度的升高，材料的洛氏硬度呈下降趋势。 拉伸强度和屈服强度呈波动趋势，在 500°C 时下降，然后随着温度的升高而上升并继续下降。 变化的原因是由于再结晶过程的开始和晶周沉淀物的影响。 伸长率呈先增大后减小的趋势，在 51°C 时达到最大值 500%。 根据图 1 中的微观结构分析，500°C 时的最大伸长率与大量均匀分布的再结晶颗粒有关。 由于再结晶组织的均匀性，消除了材料的加工硬化现象，提高了塑性。
表2 冷轧纯镍材料在不同温度下退火后的力学性能
机械性能原始状态退火温度/°C
350400450500550
硬度 （HRB）928582816547
拉伸强度/MPa539471531494169166
屈服强度/MPa553481533516385351
伸长率 （%）7.58.98.5105139.5
图2 冷轧N6纯镍在不同温度下
退火后的力学性能考虑到工厂的实际生产需要，冷轧后在过高的退火温度和较长的保温时间下进行热处理，将对生产成本和周期产生负面影响。 因此，冷轧热处理工艺在50°C下使用500小时后得到×的N6板的综合力学性能最好，冷轧后最好。 热处理工艺。
3. 总结
（1）随着温度的升高，N6冷轧板的伸长率先增大后减小，在500 °C时达到最大值。
（2）350 °C退火后，出现大量小颗粒之间分布不均的大变形颗粒，当温度升至450 °C时，出现明显的沉淀。 同时还产生了杂质元素的团聚体。 在500°C下完成再结晶时，得到等轴分布，因轧制引起的晶粒变形消失。
（3）N6纯镍在500°C冷轧×退火1小时后，消除了板材的加工硬化现象，综合力学性能达到最大值。
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