錨鏈鋼CM690的生產工藝及研究現狀

郭宇航?劉鵬?吳瓊?徐和澤?趙翔宇

摘要：隨著國家的進步，船舶行業在迅速發展。而錨鏈作為船舶上的重要組件，其性能要求也在不斷提高。由于CM690具有疲勞強度高、淬火變形小、經調質后強度、初性及耐磨性高等優點，所以廣泛應用于船用錨鏈行業。但是目前普遍存在性能較差、生產能耗較高的問題。因此選擇合適的生產工藝生產高性能、低能耗的錨鏈對于行業的發展具有重要的意義。

關鍵詞：CM690;錨鏈鋼;生產工藝

1.錨鏈的生產工藝

CM690船用錨鏈的加工工藝大致分為剪料、加熱、彎曲、閃光對焊、制檔、熱處理（淬火-回火）、表面處理、檢驗、修磨、浸漆等幾個過程。

1.1熱加工變形

鋼的熱加工變形是指超過再結晶溫度的加熱變形方式，這種加工方式可以使鋼的組織和力學性能都產生大幅度的改變。鋼的熱加工變形具備很多優勢：一方面鋼在發生熱變形時，會發生回復再結晶作用，使鋼材組織晶粒的內應力大幅度降低，促進生成等軸晶粒，從而提高鋼的塑性，減小再加工過程中材料的斷裂傾向。另一方面，鋼在熱變形時，內部原子的運動能力加強，原子的擴散能力與溶解能力提高，臨界切應力下降，使得形變抵抗力變小，能耗降低。另外，熱加工變形由于溫度較高，使得能夠發生滑移的系統增加，滑移面與滑移方向時刻發生變化，與冷加工相比，產生織構的概率大大降低。除此之外，熱加工變形可以簡化工序，通常不用進行中間退火，可以大幅度地使生產效率提高。雖然熱加工有許多優勢，但是熱加工也有其自身的局限之處，由于其工藝需要對工件進行加熱，因此能耗較高，故在能夠進行冷加工時，盡量采取冷加工工藝。

1.2調質處理

焊后熱處理可以大幅度地改善材料的性能，其中調質處理是一種廣泛應用的焊后熱處理工藝，它利用淬火與高溫回火的方法，可以使材料具有良好的機械性能。調質處理不僅可以改善材料性能，更能夠大大地提高產品產量，因而廣泛地應用于工業生產。適當的淬火溫度，可以增加材料的抗拉強度與沖擊初性，但淬火溫度過高會使得奧氏體晶粒粗大，抗拉強度和沖擊韌性都隨之下降。

總之，調質處理是鋼鐵材料強化所常用的方法之一，也是最有效、最簡捷的方法之一，適當的調質處理工藝不僅可以優化鋼鐵的組織與性能，更能大幅度地減小生產能耗。

2. 錨鏈的研究現狀

錨鏈的發展歷史非常悠久，從最開始的植物繩錨鏈，到后來的鍛打鏈鎖，一直到鑄造錨鏈、電焊錨鏈，其每一步發展都對海洋產業產生巨大的推動作用。極大地促進了造船業、軍事行業的發展，更大限度地保證航海人員的人身及財產安全，因此國內外很多學者都在探究提高錨鏈性能的方法。到目前為止，電焊錨鏈由于其工藝簡單、成本低、質量高、穩定性好、適用于大批量生的優點，得到了廣泛應用。我國錨鏈行業起步較晚，技術相對落后，而美國、日本、韓國等技術較為領先，因此對錨鏈的工藝和性能進行研究，可以促進我國錨鏈行業以及海洋產業的進步。

為了提高錨鏈的性能，國內外學者做了大量的研究。通過研究發現：適當的焊后熱處理方式可以大幅度地提高錨鏈的綜合性能，使錨鏈具有良好的組織結構。在適當的溫度下提高淬火溫度，可以增加環背的強度與沖擊初性，但隨著淬火溫度繼續增加，強度增加幅度變得緩慢，沖擊軔性會出現下降的趨勢，但焊縫處的沖擊韌性則會隨之出現上升的現象。另外，環背處強度會隨著回火溫度適當的增加而下降，同時環背與焊縫的沖擊初性可以得到明顯改善。并且有相關學者發現，通過兩次循環淬火后的性能明顯強于一次淬火，增加回火保溫時間也可以提高錨鏈的塑性與韌性。同時還有研宄表明：通過提高回火溫度，可以使可擴散氫含量不斷降低，從而令氫脆敏感性下降。綜合來看，調質處理工藝可以非常有效地改善錨鏈的性能，是目前錨鏈行業應用最為廣泛的一種熱處理方法。另外，初脆轉變溫度作為影響錨鏈性能的重要因素，也被廣大科研工作者們而研究。CM690的韌脆轉變溫度通常情況下與其組織、化學成分、晶粒度等多種因素有關，因此有關學者提出：可以通過改善CM690錨鏈鋼的澆鑄和軋制工藝，降低其初脆轉變溫度，來提高錨鏈性能。綜合國內外的研究現狀來看，錨鏈的強化手段具有多樣化的特點，但是隨著國家對節能減排的控制，尋找一種既節能，又有效的強化方法顯得至關重要。

基金項目：本論文課題來源為營口理工學院校級科研項目“熱處理工藝對錨鏈鋼CM690綜合性能的影響（編號110504019）”。

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