[發明專利]一種高性能海洋系泊鏈鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 200810033953.2
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101519751A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 殷匠;李華衛;朱延果
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C38/28;C22C38/50;C22C38/44;B21B1/08;C21D1/78
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 竺 明

技術領域

本發明屬于低合金鋼領域，特別涉及一種高性能海洋系泊鏈鋼及其制造方法。?

背景技術

系泊鏈鋼按其強度級別可以分為三級(R3)、三級半(R3S)、四級(R4)，其鏈環整體調質后的強度級別分別為690Mpa、770Mpa、860Mpa，而且需要具有高的塑性、韌性及屈強比≤0.92的安全性要求。目前各國船級社認可的最高級別的系泊鏈鋼為四級。?

近年來，隨著海洋資源的深入開發，在全球范圍內，深海采油、海洋勘探等用途的海洋設施的增多，對系泊這些設施的60～160mm大直徑系泊鏈的需求也日益增加。另一方面，雖然海洋設施趨于大型化、高強化，然而由于其裝載重量的限制，鏈徑不可能再擴大，于是需要更高強度級別，更可靠的材料制造系泊鏈，以經受寒、暑和狂風巨浪。而目前國內外所生產的四級系泊鏈往往已經不能滿足上述性能要求，從而，更高強度級別系泊鏈鋼的研究和生產顯得尤為迫切。?

目前國際上已提出草擬標準，要求系泊鏈整體熱處理后的抗拉強度分別≥960Mpa(R4S，四級半)和≥1000Mpa(R5，五級)，屈強比(屈服與強度之比)≤0.92，延伸率≥12％，斷面收縮率≥50％，沖擊功(-20℃Akv)≥58J，慢應變速率拉伸測量HE(氫脆)和SCC(應力腐蝕開裂)等附加要求。由于大徑鏈冷卻困難，其具有的淬透性必須比相同強度級別的鋼板高得多。?

目前國內外大量生產的四級鋼，已形成化學成分大致為0.22C-1.5Mn-1.1Cr-0.8Ni-0.4Mo，碳當量Ceq大致≤0.88。其與中國專利申請號99116494.6中介紹的國內外常用四級鏈鋼的成分相差不大。?

為進一步提高鏈鋼強度，有二條途徑：一、是降低回火溫度；二、是繼續增加淬透性，即增加組織中馬氏體-下貝氏體的體積分數。但是降低回?火溫度不僅使屈強比提高(如日本特許出愿公開昭60-89551實施例中回火溫度為550～565℃，抗拉強度尚未達到1000MPa，屈強比已超過0.92)，何況在連續式調質爐中回火，溫度低于600℃不容易保持爐溫的穩定，還要防止回火脆性引起韌性下降，須更嚴格控制各類元素，因此五級鏈鋼的生產不可能利用該途徑；以提高C增加淬透性，會劣化韌性和增加焊接裂紋的發生概率。而增加合金元素，不僅提高成本，同時也增大Ceq，從而提高鏈環淬火開裂的風險，同時屈強比也往往不合格。?

從成分分析可見，除了Mn、Cr比例根本不同外，就Ni元素而言，日本專利昭60-89551中無Ni，而中國專利申請號98110160.7和中國專利申請號99116494.6中Ni含量較低。?

從力學性能對比可見，中國專利申請號99116494.6和日本特許出愿公開昭60-89551，前者的部分實驗抗拉強度達到1000Mpa，然而無屈強比數據，而且熱處理鋼材的沖擊韌性低，焊口沖擊韌性則非常低。日本特許出愿公開昭60-89551直徑84mm的圓鋼在淬火和565℃回火的實施例中雖然有部分達到了抗拉強度1000MPa，但是相應的屈強比在0.92和0.93之間，難以滿足≤0.92的要求；對于中國專利申請號98110160.7，其中直徑80mm的圓鋼在930℃淬火-650℃高溫回火，其抗拉強度雖然達到了1000Mpa，但是對照與之成分相近的日本特許出愿公開昭60-89551的實施例和我們的生產實踐，發現其數據與應有的變化規律相差甚遠，由此對該批數據的準確性表示懷疑。?

從生產工藝來看，日本特許出愿公開昭60-89551實施例中回火溫度為550～565℃，不易在連續式調質爐回火處理中使用(因為溫度低于600℃不易保持爐溫的穩定)，更低于船規允許的最低回火溫度570℃。中國專利申請號98110160.7規定了電爐冶煉中氧化溫度不低于1580℃，屬于通用工藝；又規定鋼錠加熱溫度1250℃，防止過燒。該專利規定在立式連續式調質爐中進行淬火加回火處理，其中淬火溫度為900～930℃，水冷至室溫，回火溫度為620～650℃，水冷至室溫。如前所述該工藝與日本特許出愿公開號昭60-89551使用的工藝及我們的實際數據差別太大，因此懷疑其可靠性。?

????????????????????????????????????????表1原有系泊鏈鋼專利的成分(重量％)?

?????????????????????????????????????????????表2原有系泊鏈鋼專利的力學性能?

發明內容