鎳帶制造傳統(tǒng)工藝

金屬鎳帶的制造方法，更具體地說，涉及一種直接用電 解鎳板制造鎳帶的方法。

這種傳統(tǒng)的鎳帶生產(chǎn)工藝存在如下問題：

1. 在熔煉鑄錠的工藝環(huán)節(jié)中，按照工藝要求，需添加鐵、錳、鈦、硅、 碳、稀土等輔料，使得產(chǎn)品中雜質(zhì)含量，其成品中鎳、鈷以外的雜質(zhì)含量達(dá)0.5%左右，這樣就大大降低了材料的純度，使得鎳帶的內(nèi)阻增大，難以獲得滿足要求的髙純度、低內(nèi)阻的鎳帶;

2. 生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，設(shè)備投資大，需要生產(chǎn)占地面積大;

3. 生產(chǎn)周期長， 一般從投料到出成品需要7天時(shí)間，生產(chǎn)效率低;

4. 能耗髙，在熔煉、熱軋工序，消耗大量電能，生產(chǎn)成品耗電成本約 7000元/噸。

5. 在熔煉過程中，由于高溫(1500'C以上)影響，造成2%以上的損耗; 盡管上述制造鎳帶的傳統(tǒng)方法存在諸多缺陷和不足，但幾十年來， 一直是沿用上述傳統(tǒng)方法來進(jìn)行鎳帶的生產(chǎn)，尚未出現(xiàn)新的替代方法。

鎳合金

這里介紹的鍛軋鎳基合金(定義為含鎳45%以上的合金)包括了化工廠常用的各類鍛軋耐蝕合金。

合金的性能

鎳合金比不銹鋼昂貴。但是，根據(jù)初始成本而不是根據(jù)壽命周期成本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的比較可能會(huì)誤導(dǎo)人們。例如，Ni-Cr-Mo合金價(jià)格大約是18Cr-8Ni不銹鋼的5倍，是超級奧氏體不銹鋼的2倍。但由于鎳合金的耐腐蝕性能，初始成本的增加常常能夠通過設(shè)備壽命的延長，維修費(fèi)用的降低和的停機(jī)所帶來的長期費(fèi)用的節(jié)省而獲得補(bǔ)償。

鎳合金的物理性能與300系奧氏體不銹鋼的物理性能十分相似。鎳基合金與碳鋼的熱膨脹率大致相等，而明顯低于300系不銹鋼的熱膨脹率。

雖然純鎳的導(dǎo)熱率高于碳鋼，但是，大多數(shù)鎳合金的導(dǎo)熱率明顯比較低，在某些情況下甚至低于奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱率。

鋼與鎳及鎳合金焊接，常見問題解答

制造化工和石油設(shè)備時(shí)，為了節(jié)省昂貴的鎳，經(jīng)常需要將鋼與鎳及合金焊接在一起。

焊接的主要問題

焊接時(shí)，焊縫中的主要成分是鐵和鎳，鐵和鎳能夠無限互溶，不形成金屬間化合物。在一般情況下，焊縫中的含鎳量相對高，所以在焊接接頭的熔合區(qū)，不會(huì)形成擴(kuò)散層。焊接的主要問題是在焊縫中容易產(chǎn)生氣孔和熱裂紋。

氣孔

鋼與鎳及其合金焊接時(shí)，影響焊縫中形成氣孔的主要因素是氧、鎳及其他合金元素的含量。

①氧的影響。焊接時(shí)，液態(tài)金屬中可能會(huì)溶解較多的氧，而氧在高溫時(shí)與鎳氧化，形成NiO，NiO能與液體金屬中的氫和碳發(fā)生反應(yīng)生成水蒸氣和，在熔池凝固時(shí)如來不及逸出，殘留在焊縫中就形成氣孔。在純鎳與Q235-A埋弧焊的鐵鎳焊縫中，在氮和氫含量變化不大的情況下，焊縫中含氧量越高，焊縫中氣孔數(shù)量越多。

②鎳的影響。在鐵鎳焊縫中，氧在鐵鎳中的溶解度不同，氧在液態(tài)鎳中的溶解度大于液態(tài)鐵中的溶解度，而氧在固態(tài)鎳中的溶解度卻比在固態(tài)鐵中的小，因此，氧的溶解度在鎳結(jié)晶時(shí)的突變，比在鐵結(jié)晶時(shí)的突變更加明顯。所以，焊縫中Ni為15%~30%時(shí)的氣孔傾向小，而Ni含量大時(shí)，氣孔傾向進(jìn)一步提高到60%~90%，鋼的溶入量必然下降，因此引起形成氣孔的傾向變大。

③其他合金元素的影響。當(dāng)鐵鎳焊縫中含有錳、鉻、鉬、鋁、鈦等合金元素或符合合金化時(shí)，能提高焊縫抗氣孔能力，這是由于錳、鈦和鋁等都具有脫氧作用，而鉻和鉬則提高焊縫固態(tài)金屬中的溶解度。所以鎳與1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊縫的抗氣孔能力比鎳與Q235-A鋼焊縫高。鋁和鈦還能把氮固定在穩(wěn)定的化合物中，也能提高焊縫抗氣孔能力。