CN114369759A

CN114369759A - 一种耐低温锚链

Info

Publication number: CN114369759A
Application number: CN202111560363.7A
Authority: CN
Inventors: 陶安祥; 邵云亮; 陶良凤; 陶兴; 张卫新; 李剑; 姚伟; 黄永宏
Original assignee: Jiangsu Asian Star Anchor Chain Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Asian Star Anchor Chain Co Ltd
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-04-19

Abstract

本发明公开了一种耐低温锚链，其特点是主要由以下质量百分比的成分组成：C：0.25～0.45%，Si≤0.5%，Mn：0.5～1.2%，P≤0.015%，S≤0.008%，Cr：0.5～1.2%，Ni：0.5～1.2%，Mo：0.3～0.6%，Al：0.02～0.05%；生产过程中锚链的编环温度不超过920℃，热处理时链环温度不超过950℃；其优点是使锚链能够更好地应对低温环境，且能够有效防止晶粒粗化而影响低温韧性，从而保证链环在低温下的各项力学性能。

Description

一种耐低温锚链

技术领域

本发明涉及锚链的技术领域，尤其涉及一种耐低温锚链。

背景技术

由于北极的油气资源主要集中在海底，需要通过海上平台来进行钻探和生产，因此对锚链和系泊链的耐低温性能提出了要求。锚链（包括船用锚链和系泊链）是船舶锚泊、制动的重要设备，也是海上结构物系泊定位系统的主要部件。不管是极地货轮、科考船，还是浮式钻井平台、生产平台，乃至极地海洋牧场，都需要用到锚链。一般来说，钢铁材料的韧性会随着温度的降低而下降，锚链钢也不例外。通常锚链力学性能试验（主要指V型缺口冲击试验）温度为0℃，而系泊链试验温度也只有−20℃。事实上，在极地条件下，服役温度往往达到−30℃甚至更低，这就需要设计者参照实际情况选用不同等级的锚链，从而保证锚泊系统在寒冷条件下的安全使用。因此，需设计一种耐低温的锚链。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有锚链试验温度仅能达到−20℃,无法满足在−30℃甚至更低温度下使用的问题，而提出的一种耐低温锚链。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种耐低温锚链，其特征在于：主要由以下质量百分比的成分组成：C：0.25～0.45%，Si≤0.5%，Mn：0.5～1.2%，P≤0.015%，S≤0.008%，Cr：0.5～1.2%，Ni：0.5～1.2%，Mo：0.3～0.6%，Al：0.02～0.05%。

优选地：所述C含量的质量百分比为0.20～0.35%，所述Ni的质量百分比为 0.6～2.0%。

优选地：所述的耐低温锚链材料在-20℃下屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥12%，收缩率≥50%。

优选地：-20℃下所述锚链的环背夏比缺口冲击功≥60J，-20℃下所述锚链的焊缝夏比缺口冲击功≥40J。

优选地：-40℃下所述环背夏比缺口冲击功≥50J，-40℃下所述锚链的焊缝夏比缺口冲击功≥30J。

优选地：-20℃条件下破断应力≥450MPa。

优选地：生产过程中锚链的编环温度不超过920℃，热处理时链环温度不超过980℃。

优选地：生产过程中锚链的回火温度不低于630℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在制造锚链的材料中增加了Mn、Ni等提高低温韧性的元素，Mn元素的含量设置为0.5～1.2%，Ni元素含量设置为0.5～1.2%，有效提高了锚链的低温性能，使锚链能够更好地适应低温环境。通过将生产过程中锚链的编环温度控制为不超过920℃，热处理时链环温度控制为不超过980℃；链条热处理回火时采用水冷，回火温度设置为630~690℃；有效防止晶粒粗化而影响低温韧性，从而保证链环在低温下的各项力学性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

一种耐低温锚链，主要由以下质量百分比的成分组成：C：0.25～0.45%，Si≤0.5%，Mn：0.5～1.2%，P≤0.015%，S≤0.008%，Cr：0.5～1.2%，Ni：0.5～1.2%，Mo：0.3～0.6%，Al：0.02～0.05%。锚链材料在-20℃下屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥12%，收缩率≥50%。

生产过程中锚链的编环温度不超过920℃，热处理时链环温度不超过980℃；链条热处理回火时采用水冷，回火温度设置为630℃-690℃。

锚链在拉力试验后取样进行V型缺口冲击试验，以验证其低温性能，验证结果为：-20℃时环背夏比缺口冲击功≥60J，-20℃焊缝夏比缺口冲击功≥40J；-40℃时环背夏比缺口冲击功≥50J，-40℃焊缝夏比缺口冲击功≥30J。-20℃条件下锚链的破断应力≥450MPa。

实施例二

一种耐低温锚链，其特征在于：主要由以下质量百分比的成分组成：C：0.20～0.35%，Si≤0.5%，Mn：0.5～1.2%，P≤0.015%，S≤0.008%，Cr：0.5～1.2%，Ni：0.6～2.0%，Mo：0.3～0.6%，Al：0.02～0.05%。锚链材料在-20℃下屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥12%，收缩率≥50%。

生产过程中锚链的编环温度设置为920℃，热处理淬火时链环温度设置为950℃，回火温度650℃。

锚链组成元素及含量的选择原理：C有助于提高淬透性，从而增加链条的强度；同时也可适当提高耐磨性。含量过高则降低焊接性能和韧性，在低温条件下韧性进一步恶化。因此，本发明控制C含量为0.25～0.35%。

Si可以适当提升钢材强度，但是对链环闪光焊接不利，形成氧化物，降低焊缝性能。因此，本发明中控制Si≤0.5%。

Mn可以提高钢的淬透性，从而增加链条的强度；同时Mn可以扩大奥氏体区，降低韧脆转变温度；但是Mn也是易偏析的元素，可能导致链环性能不均匀。因此，本发明中控制Mn含量为0.5～1.2%。

P会在晶界偏聚,降低晶界的结合能，同时增加热处理时的回火脆性，降低冲击韧性。因此，本发明控制P≤0.015%。

S易形成硫化物夹杂，影响链条的疲劳性能以及耐腐蚀性。因此，本发明控制S≤0.008%。

Cr可以提高钢的淬透性，从而增加链条的强度，也能够适当提高耐磨性和耐蚀性，但是会提高钢的韧脆转变温度，对低温韧性不利。因此，本发明控制Cr含量为0.5～1.2%。

Ni可以扩大奥氏体区，细化晶粒，提高钢的韧性、耐蚀性和抗疲劳性能。同时Ni在闪光焊缝中不容易烧损，可以提高焊缝性能。此外，镍还可以显著提高链条的低温韧性，而含量过高降低性价比。因此，本发明控制Ni含量为0.6-2.0%。

Mo有利于细化晶粒，降低回火脆性，降低韧脆转变温度，提高链条的低温韧性。含量过高效果降低，且影响性价比。因此，本发明控制Mo含量为0.3～0.6%。

Al是细化晶粒元素，但是在闪光焊接时易形成氧化铝夹杂，对焊缝韧性不利。因此本发明控制Al含量为0.02～0.05%。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种耐低温锚链，其特征在于：主要由以下质量百分比的成分组成：C：0.25～0.45%，Si≤0.5%，Mn：0.5～1.2%，P≤0.015%，S≤0.008%，Cr：0.5～1.2%，Ni：0.5～1.2%，Mo：0.3～0.6%，Al：0.02～0.05%。

2.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：所述C含量的质量百分比为0.20～0.35%，所述Ni的质量百分比为 0.6～2.0%。

3.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：所述的耐低温锚链材料在-20℃下屈服强度≥450MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率≥12%，收缩率≥50%。

4.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：-20℃下所述锚链的环背夏比缺口冲击功≥60J，-20℃下所述锚链的焊缝夏比缺口冲击功≥40J。

5.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：-40℃下所述环背夏比缺口冲击功≥50J，-40℃下所述锚链的焊缝夏比缺口冲击功≥30J。

6.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：-20℃条件下破断应力≥450MPa。

7.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：生产过程中锚链的编环温度不超过920℃，热处理时链环温度不超过980℃。

8.根据权利要求1所述的一种耐低温锚链，其特征在于：链条热处理回火时采用水冷，回火温度630~690℃。