[发明专利]一种高强度高韧性耐腐蚀链条用钢及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于船用锚链用钢和海洋工程系泊链用钢领域，具体涉及一种高强度高韧性耐腐蚀链条用钢及其热处理方法。

背景技术

石油勘探开采已由近海向深海发展，并逐渐向极地海洋推进。传统的船用锚链和系泊链仅仅要求考核-20℃冲击功指标，已经满足不了破冰船和极地海洋平台的抗低温冲击需求。此外，船用锚链和系泊链长期暴露或浸泡在海洋大气环境或海水环境下，腐蚀严重也是其失效的主要形式之一。传统的船用锚链采用C-Mn钢，几十年来没有升级换代；系泊链近十几年的技术或专利主要围绕大规格、高强度方向发展，高强度系泊链的C含量水平维持在0.16wt.％以上的水平，Mn、Cr、Mo含量逐渐增多，冶金技术的进步很大程度上解决了常规的低温冲击韧性要求，而超低温冲击韧性未引起足够的关注。本发明在研究船用锚链和系泊链闪光焊焊缝低温冲击韧性的基础上，提出降低碳的含量、协同Ni、Cr、Mo、Nb、V等合金设计、采用两次淬火热处理工艺方法等手段来实现高强度链条用钢母材和闪光焊缝低温冲击韧性的提高，并同时提高耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高韧性耐腐蚀链条用钢。在化学成分上，采用低C设计，提高上平台冲击功和降低韧脆转变温度，在低Mn低Si的合金化设计下，协同Ni、Cr、Mo、Nb、V等合金化，补偿降C引起的强度损失，进一步降低韧脆转变温度，特别是改善闪光焊焊缝区的低温冲击韧性。

为了达到上述技术目标，本发明的技术方案具体如下：

一种高强度高韧性耐腐蚀链条用钢，化学成分C：0.06～0.11wt.％、Si：0.15～0.35wt.％、Mn：0.30～0.50wt.％、Cr：1.00～3.00wt.％、Ni：2.00～4.00wt.％、Mo：0.30～0.60wt.％、Nb：0.02～0.06wt.％、V：0.03～0.09wt.％、P<0.015wt.％、S<0.015wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质，均为重量百分数。

优选地、化学成分C：0.06～0.08wt.％、Si：0.15～0.20wt.％、Mn：0.30～0.38wt.％、Cr：1.00～1.85wt.％、Ni：2.00～3.15wt.％、Mo：0.30～0.45wt.％、Nb：0.02～0.03wt.％、V：0.03～0.05wt.％、P<0.015wt.％、S<0.015wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质，均为重量百分数。

优选地、化学成分C：0.09～0.11wt.％、Si：0.25～0.35wt.％、Mn：0.40～0.50wt.％、Cr：2.00～3.00wt.％、Ni：3.50～4.00wt.％、Mo：0.50～0.60wt.％、Nb：0.04～0.06wt.％、V：0.06～0.09wt.％、P<0.015wt.％、S<0.015wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质，均为重量百分数。

优选地、采用两次淬火热处理和一次回火热处理的工艺方式，链条一次通过A奥氏体化加热炉、A淬火槽、B奥氏体化加热炉、B淬火槽和C回火加热炉。

优选地、淬火得到板条马氏体组织，回火后的马氏体组织仍然为板条状，板条块宽度为0.3-5μm，此外，在板条间和板条内部弥散分布着直径为0.2-0.8μm、体积分数为0.15％-0.35％的颗粒状渗碳体和直径为5-15nm、体积分数为0.02％-0.08％的MC相粒子。

优选地、A炉加热温度为880-960℃，在炉时间为20min-60min，A淬火槽采用链条入水淬火的方式，B炉加热温度为820-900℃，在炉时间为20min-60min，B淬火槽也采用链条入水淬火的方式，C炉加热温度为600-660℃，在炉时间为30min-60min，出C炉后空冷。

优选地、A炉加热温度为880-915℃，在炉时间为40min-60min，A淬火槽采用链条入水淬火的方式，B炉加热温度为820-845℃，在炉时间为40min-60min，B淬火槽也采用链条入水淬火的方式，C炉加热温度为600-630℃，在炉时间为40min-60min，出C炉后空冷。

优选地、A炉加热温度为920-960℃，在炉时间为20min-35min，A淬火槽采用链条入水淬火的方式，B炉加热温度为850-900℃，在炉时间为30min-60min，B淬火槽也采用链条入水淬火的方式，C炉加热温度为635-660℃，在炉时间为30min-35min，出C炉后空冷。