CN103114255A

CN103114255A - R5级系泊链配方及热处理工艺

Info

Publication number: CN103114255A
Application number: CN 201110365430
Authority: CN
Inventors: 陶安祥; 张卫新; 李剑; 张明; 朱桥良; 邵云亮; 徐波; 印乔娟
Original assignee: Jiangsu Asian Star Anchor Chain Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Asian Star Anchor Chain Co Ltd
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-22

Abstract

一种R5级系泊链配方及热处理工艺，主要是由C，Si，Mn，Cr，Mo元素所组成，其化学成分重量百分比为：C：0.12-0.30，Mn：0.20-1.95，Si：0.15-0.50，Cr：0.50-2.50，Mo：0.20-0.60，Al：0.01-0.06，N：0.004-0.015，Ni<1.50，Cu<0.50，S≤0.005，P≤0.015，其余为Fe。本发明加工的钢强度和韧性高，强度范围窄，屈强比不大于0.92，断裂韧性高，环境脆化敏感以下低。由于淬火和回火温度进行了控制，从而使材料制造的链环的力学性能得到了很大改善，完全满足对R5级系泊链强韧性配合要求和相关船级社的规定。

Description

R5级系泊链配方及热处理工艺

技术领域：

本发明涉及海洋系泊链，尤其涉及一种Φ84mmR5级海洋系泊链配方及热处理工艺。

背景技术:

目前，用于深海钻井平台上的R5级系泊链是当今世界上最高等级的海洋系泊链，其具有高强度、强韧性、耐腐蚀和抗疲劳的技术特征。中国海洋石油总公司正在建造中的“海洋石油981”深水半潜式钻井平台面临的是我国南海较为恶劣海况环境，百年一遇的风速达到54米/秒，二百年一遇风速达到56.9米/秒，有义波高达13.7米，流速达2.2米/秒，因此需要采用更高等级的R5系泊链，既能够控制尺寸和重量，又满足锚泊定位要求。

目前，在ABS锚链规范中，对于R5系泊链技术要求只有一个草案：抗拉强度为1000～1050MPa，其允许波动范围超过窄强度标准（现有窄强度范围钢允许波动范围为100MPa）的规定, 也超过欧洲的相应标准（也在100MPa左右）。

根据船级社规范的要求，R5级系泊链应该具有较高的强度和韧性，其抗拉强度≥1000MPa，屈服强度≥760MPa。由于R5级系泊链具有较大的热处理敏感性，因此在工艺设计或执行工艺时，如果热处理工艺稍有差异，对R5级系泊链性能的影响就很大。由此可见，热处理工艺是R5级系泊链制造过程中的关键技术之一。对照船级社有关钢的回火温度下限值不低于590°的规定，要实现这个指标，技术难度是很大的。因此必须通过合理的热处理工艺控制R5级系泊链的强度, 使其满足船级社的规范要求，并且能够实现大批量生产。

发明内容:

本发明的目的是提供一种具有较高的强度和韧性符合船级社要求的R5级系泊链配方及热处理工艺。

本发明的目的是这样实现的，一种R5级系泊链配方，主要是由C，Si，Mn，Cr，Mo元素所组成，其化学成分重量百分比为：C：0.12-0.30%，Mn：0.20-1.95%，Si：0.15-0.50%，Cr：0.50-2.50%，Mo：0.20-0.60%，Al：0.01-0.06%，N：0.004-0.015%，Ni<1.50%，Cu<0.50%，S≤0.005%，P≤0.015%，其余为Fe。

本发明所述的R5级系泊链热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）在连续式调质炉中，将系泊链淬火加热到980-1050℃，并保温160-200分钟；（2）从炉中取出水冷；（3）将冷却后的系泊链放入炉中，回火加热到600-650℃，并保温160-200分钟；（4）再次从炉中取出水冷。

本发明加工的钢强度和韧性高，强度范围窄，屈强比不大于0.92，断裂韧性高，环境脆化敏感性能低。由于淬火和回火温度进行了控制，从而使该材料及用该材料制造的链环的力学性能得到了很大改善，提高链环的综合性能,完全满足对R5级系泊链强韧性配合要求和相关船级社的规定。

具体实施方式:

一种R5级系泊链配方，主要是由C，Si，Mn，Cr，Mo元素所组成，其化学成分重量百分比为：C：0.12-0.30%，Mn：0.20-1.95%，Si：0.15-0.50%，Cr：0.50-2.50%，Mo：0.20-0.60%，Al：0.01-0.06%，N：0.004-0.015%，Ni<1.50%，Cu<0.50%，S≤0.005%，P≤0.015%，其余为Fe。所述的R5级系泊链热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）在连续式调质炉中，将系泊链淬火加热到980-1050℃，并保温160-200分钟；（2）从炉中取出水冷；（3）将冷却后的系泊链放入炉中，回火加热到600-650℃，并保温160-200分钟；（4）再次从炉中取出水冷。具体实施时，针对Φ84mmR5级系泊链配合要求（其屈强比≤0.92），本发明中Φ84mm R5级系泊链的钢材是专门设计的特种钢，这种钢的强度和韧性高，强度范围窄，屈强比不大于0.92，断裂韧性高，环境脆化敏感以下低。本发明中淬火温度比通用淬火温度提高120℃以上，不仅提高了系泊链的强度，而且使系泊链成分更加均匀，提高系泊链的韧性和断裂韧性，达到窄强度范围的要求。控制系泊链的保温时间主要是用来保证系泊链在淬火的过程中吸收足够的热量，充分实现奥氏体的转化。回火温度比常见高温回火的温度提高约100℃，且回火温度范围控制在50℃左右，一是为了满足船级社提高回火温度的新标准要求，二是有利于材料中的碳化物的析出和分布。而控制系泊链的保温时间能够实现预期的材料内部组织的转变，增加回火时间可以使合金元素充分溶解从而提高链条的综合性能。经测定链条经上述调质处理后最终得到的金相组织主要是回火索氏体，其抗拉强度为1000—1050MPa，屈服强度<920Mpa,屈强比≤0.92,完全满足对R5级系泊链强韧性配合要求和相关船级社的规定。

Claims

1.一种R5级系泊链配方，主要是由C，Si，Mn，Cr，Mo元素所组成，其化学成分重量百分比为：C：0.12-0.30%，Mn：0.20-1.95%，Si：0.15-0.50%，Cr：0.50-2.50%，Mo：0.20-0.60%，Al：0.01-0.06%，N：0.004-0.015%，Ni<1.50%，Cu<0.50%，S≤0.005%，P≤0.015%，其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的R5级系泊链热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）在连续式调质炉中，将系泊链淬火加热到980-1050℃，并保温160-200分钟；（2）从炉中取出水冷；（3）将冷却后的系泊链放入炉中，回火加热到600-650℃，并保温160-200分钟；（4）再次从炉中取出水冷。