[發(fā)明專利]一種海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710208670.6
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106995903A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐華;翟海平;翟素萍;翟華平;王慶;徐小靜;杜忠罡
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇星火特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/54;C22C38/50;C22C38/06;C22C38/46;C22C38/48;C21D8/06;C22B9/18;D07B1/06
• 代理公司: 南京科知維創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司32270
• 代理人: 許益民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于海洋動態(tài)應(yīng)力環(huán)境，在較重氯離子介質(zhì)腐蝕環(huán)境空氣和液態(tài)作業(yè)的海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，不銹鋼絲繩的應(yīng)用從陸地向海洋轉(zhuǎn)移，比如深海探測和鉆研，深海礦石的開采，鉆臺的阻截圍網(wǎng)等。海洋環(huán)境比陸地有更為苛刻的腐蝕介質(zhì)，使在陸地應(yīng)用材料不適用于海洋環(huán)境，高濃度的氯離子含量和高的壓力環(huán)境，需要耐應(yīng)力腐蝕高強度鋼絲繩，這就要求在此類環(huán)境中需要超級雙相鋼制備的鋼絲繩。目前的304，316，316L不銹鋼絲繩耐應(yīng)力腐蝕能力不足，抗疲勞壽命差，而目前應(yīng)用的超級雙相不銹鋼2507的點耐指數(shù)(PREN＝46.8)滿足指數(shù)40要求，2507雙相鋼是鐵素體與奧氏體各占50％比例的組織狀態(tài)，具有熱和冷加工性，易于產(chǎn)品加工和節(jié)約貴金屬鎳元素，適用一般的海洋生產(chǎn)條件；然而，針對海洋用鋼絲繩還必須滿足高強度，耐磨損和高疲勞性能，以及小尺寸直徑的工藝性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)在的海洋環(huán)境用耐應(yīng)力腐蝕雙相不銹鋼絲繩產(chǎn)品的應(yīng)用需求，提出一種海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩及其制備方法，所述的鋼絲繩具有優(yōu)異的耐應(yīng)力強度和耐腐蝕性，滿足海洋深水區(qū)高壓力和高濃度鹽含量的升降作業(yè)。

為達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的一種海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩，其原料鋼按重量百分比由25％-28％的元素鉻(Cr)，6％-9％的元素鎳(Ni)，3％-5％的元素鉬(Mo)以及鐵為基礎(chǔ)組成，以不小于0.3％的氮(N)元素進行微合金化處理，鋼中加入含量不大于0.5％的硼(B)、鈦(Ti)、鋁(Al)、釩(V)、鈮(Nb)中的任何一種或幾種微量元素。

優(yōu)選的，其中的元素磷(P)的含量不大于0.02％；硫(S)的含量不大于0.01％。

本發(fā)明還提出一種制備上述的海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩的制備方法，其包括步驟：

(S1)電渣重熔：用三渣系(50％-70％)CaF+(20％-40％)Al2O3+(5％-10％)CaO配備的渣料，進行電渣重熔得到細晶和純凈組織；

(S2)采用鍛壓比大于4進行開坯；

(S3)熱軋盤元，盤元進行高溫固溶處理，加熱溫度為1180℃-1250℃；保溫2小時，通過液氮深冷處理；

(S4)鋼絲拉拔，拉拔后的鋼絲進入繞繩制備，預(yù)留3％的預(yù)變形，用高頻加熱400℃-500℃區(qū)間進行穩(wěn)定化處理。

(S5)繩成形后通過低溫退火(450℃-520℃)去繩應(yīng)力，提升鋼繩的整體通條性。

優(yōu)選的，在步驟S1中，還包括加入不大于0.01％的稀土為終脫氧劑。

本發(fā)明的一種海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩，原料采用氮微合金化雙相鋼，所制得的鋼絲繩具有優(yōu)異的耐應(yīng)力強度和耐腐蝕性，加工性能好，具備小尺寸直徑的工藝性能，滿足海洋深水區(qū)高壓力和高濃度鹽含量的升降作業(yè)。

附圖說明

無。

具體實施方式

鋼絲繩屬于高疲勞耐磨柔韌性產(chǎn)品，基體組織處于纖維狀態(tài)，在往復(fù)受力和與滑輪接觸應(yīng)用于海洋高氯離子腐蝕環(huán)境時，必須要具有較高的耐疲勞壽命和耐磨損性，所以較細的晶粒度和純凈的組織是必要的條件，超級雙相鋼2507雖有點蝕指數(shù)大于40，基本滿足在海洋不同環(huán)境條件下的應(yīng)用，然而，針對海洋用鋼絲繩還必須滿足高強度、耐磨損和高疲勞性能，以及小尺寸直徑的工藝性能。于是，從材料的原料設(shè)計開始，高強度和高韌性(及所謂的雙高特性)必須首先考慮到，超級雙相鋼一般是通過降低碳而增加氮獲得高的耐蝕性，可氮原子和碳原子具有相同的特性，屬間隙元素，存在于晶粒內(nèi)起強化作用，使綜合韌性下降，為此，氮的微合金化處理就顯得重要；另外，為獲得細晶和純凈組織設(shè)計的方案，也必須對有害元素進行控制，結(jié)合大比例的纖維組織深加工，多級熱處理等技術(shù)，從而給出最佳的設(shè)計方案。

根據(jù)上述的發(fā)明原理，本發(fā)明的一種海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩，其原料鋼按重量百分比由25％-28％的元素鉻(Cr)，6％-9％的元素鎳(Ni)；3％-5％的元素鉬(Mo)以及鐵為基礎(chǔ)組成，以不小于0.3％的氮(N)元素進行微合金化處理，鋼中加入含量不大于0.5％的硼(B)、鈦(Ti)、鋁(Al)、釩(V)、鈮(Nb)中的任何一種或幾種微量元素；另外，在一優(yōu)選的實施方式中，鋼中元素磷(P)的含量不大于0.02％；硫(S)的含量不大于0.01％。

本發(fā)明的制備上述的海洋工程用耐應(yīng)力腐蝕雙相鋼不銹鋼絲繩的制備方法具體為：