冷轧变形是金属板带制备加工过程中， 较为常用 的技术手段。 金属板带在冷轧制备过程中 ， 随着变形量的增加， 不断产生加工硬化， 变形后的金属材料强度和硬度上升， 塑韧性下降。 因此， 在金属板带材冷轧变形前，建立合理的冷轧变形制度尤为重要。

本文对纯镍 N6 板材的 冷轧变形行为 进行研究， 在每个压下规程分别进行单道次和三道次的轧制处理， 分析对比了两种变形条件下纯镍 N6 板材抗拉强度、屈服强度、伸长率随变形量的变化情况；并对三道次轧制所得到的力学性能变化规律进行了线性拟合， 得到了 相应的拟合曲 线， 从而为 纯镍N6 板材的冷轧压下制度制定提供理论依据。

纯镍化学成分
试验材料为纯镍 N6 ， 其化学成分、规格见表 1 。样品 1 的制备工艺为： N6 板坯 (70mm 厚 ) 热轧至 5.5mm —罩式炉退火 (750℃) —酸洗； 样品 2 的制备工艺为： N6 板坯 (70mm 厚 ) 热轧至 5.5 mm —罩式炉退火 (750℃ ) —酸 洗 —四 辊 冷 轧 2.2 mm —光 亮 退 火(950℃) 。

冷轧工艺试验
(1) 样 品 1 采 用 小 变 形 多 道 次 冷 轧 工 艺 ： 即5.5 — ( 经 3 个道次 ) — 4.0 — ( 经 3 个道次 ) — 3.0 — ( 经3 个道次 ) — 2.5 — ( 经 3 个道次 ) — 2.1 — ( 经 3 个道次 )— 1.6 — ( 经 3 个道次 ) — 1.2 — ( 经 3 个道次 ) — 1.0 —( 经 3 个道次 ) — 0.8 — ( 经 3 个道次 ) — 0.6 — ( 经 3 个道次 ) — 0.5 — ( 经 3 个道次 ) — 0.3mm 。

(2) 样品 2 采用单道次压下工艺： 即 2.06 — 1.8 —1.6 — 1.4 — 1.2 — 1.0 — 0.70 — 0.60 — 0.4 — 0.2 — 0.15mm 。
样品 1 和 2 的冷轧工艺均为全程冷轧， 无中间退火。 将冷轧后的试验材料切 取拉伸 试样 ( 采用GB6397 标准 ) ， 使用 WDW100-10 电子拉伸机， 室温下， 拉伸速率为 1.0mm/min 进行拉伸试验。 样品 1的试验工艺为工艺 1 ， 样品 2 的试验工艺为工艺 2 。

试验结果及讨论
图 1 为冷轧工艺条件下抗拉强度、屈服强度、伸长率随变形量的变化情况。 图中分别标出了两种工艺条件下不同变形量的力学性能值。

抗拉强度对比分析
从图 1(a) 中 可以 看出 ， 两种工艺条件下所得到的抗拉强度随变形量的变化趋势基本一致， 在变形量小于 80% 时， 单道次的抗拉强度略大于三道次的抗拉强度， 变形量大于 80% 时， 两种工艺路线条件下所得到的抗拉强度值基本一致。 在金属材料的实际生产应用中， 为了抵抗外界载荷的冲击及自 身的疲劳， 抗拉强度越大越好， 因此， 为了 得到抗拉强度较好的板带材， 应选取每一变形规程单道次的冷轧工艺。

图 1(a) 中 ， 工艺 2 的抗拉强度值变化总趋势是随着变形量的增加而增加。 当变形量小于 72% 时，抗拉强度值随变形量的增加， 从 369.675 MPa 增长到 696.43 MPa ， 曲线斜率小于 40° ； 当变形量超过72% 时， 随变形量的增加， 抗拉强度值急剧增大， 在变形量为 89.65% 时， 抗拉强度达到最大值 836.75MPa ， 曲线斜率大于 63° 。 但在变形量 58%～62% 和75%～82% 两个区间内 ， 抗拉强度值变化趋稳定态，呈水平线， 说明在这 2 个变形量区间变形过程中， 抗拉强度有一个相对稳定值。这是因为， 随着变形量的增加， 材料的变形储能增加， 且变形过程中会产生一定的变形热， 材料内部会产生部分回复， 对材料产生一定的软化作用 ， 在变形量大于 80% 时， 变形储能较大， 且变形过程中产生的位错及缺陷较多， 因此，随变形量的继续增加， 加工硬化率急剧增加， 从而使得纯镍 N6 板材的加工硬化率发生先缓后快的变化规律。

屈服强度对比分析
图 1(b) 为两种冷轧工艺条件下， 屈 服强度随变形量的变化情况。 从图中 可以看出 ， 工艺 1 与工艺2 所得到的纯镍 N6 冷轧板材屈服强度随变形量的变化趋势及大小基本一致。 说明纯镍 N6 板带材冷轧后的屈 服强度大小与每一变形规程轧制道次无关， 影响其变化的主要因素是材料本身 的物理及化学性能。

对比图 1(a) 、 (b) 可以 看出 ， 屈 服强度值的 变化与抗拉强度值相对应， 在变化程度上略小于抗拉强度。工艺 2 中， 变形量小于 18% 时， 屈服强度大小由172.13 MPa 增 加 到 了 354.23 MPa ， 变化曲 线 斜率51° ， 屈服强度随变形量变化增加较快； 变形量在18%～74% 时， 屈服强度的大小由 395.46 MPa 增加到 661.59 MPa ， 屈 服强度随变形量的增大， 增 加 较平缓， 变化曲线斜率为 32° ； 变形量在 74%～83%时， 屈 服强度不随变形量的增大而变化； 变形量大于 85% 时， 屈服强度随着变形量的增大， 迅速增加。这是因为 纯镍 N6 板带材在冷轧过程中 ， 随着变形量的增大， 变形产生的位错增多， 位错间相互作用 ，位错及缺陷运动受到阻碍， 且随变形量的增加， 变形储能增多 ， 对材料产生的加工硬化作用 不断增强。 因此， 随着变形量的不断增加， 抗拉强度和屈服强度增大速率先较大， 后趋于平缓， 最后急剧增加。

伸长率对比分析
从图 1(c) 可以看出 ， 每一变形规程单道次轧制较三道次轧制伸长率好， 两种工艺下伸长率随变形量的变化趋势基本一致。 且伸长率随着变形量的增加总 体呈减少趋势。 但分三个阶段： 变形量小于30% 时， 伸长率减小速率非常快； 变形量在 30%～60% 之间， 伸长率变化趋缓； 变形量大于 60% 后， 伸长率呈水平态。因此， N6 材料在冷轧变形过程中， 随着变形量的增加， 伸长率开始下降很快， 逐渐呈水平状态。 所以， 在冷轧变形过程中， 开始变形的轧制道次的变形
量选取非常重要， 对后续道次的轧制变形有重要影响。 压下量应先大后小， 结合组织变化， 同时还要结合材料的实际状况进行调整。

线性拟合与回归
利用 Origin 软件， 对工艺 1 测得的力学性能与变形量的关系， 进行了 拟合回归， 得出纯镍 N6 板带材抗拉强度、 屈服强度及伸长率与变形量变化之间的函数关系式。 从而为纯镍 N6 板带材的冷轧工艺及力学性能参数计算提供理论依据。
图 2 (a)～(c) 中 拟 合 线 的 相 关 系 数 分 别 为0.9567 、0.94795 、 0.99438 。 说明 三条函 数关系 曲 线所计算出 的理论值与试验测定试验值误差范围 不
大， 可以用 于纯镍 N6 板带材力 学性能参数的理论计算。

结论
(1) 纯镍 N6 板材抗拉强度、屈服强度以及伸长率随变形量的变化趋势基本一致， 抗拉强度单道次略大于三道次， 屈服强度两者基本一致， 伸长率在变形量小于 40% 时， 单道次略大于三道次， 变形量大于 40% ， 两者基本一致。
(2) 通过对比每一变形规程单道次与三道次变形板材的力学性能， 在纯镍 N6 板材的实际生产中 ，应尽量采用每一变形规程单道次轧制的变形工艺设计。
(3) 建立了 纯镍 N6 板材冷轧变形力 学性能与变形量变化之间的函数关系， 为其冷轧工艺的设计提供了一定的理论依据。