[发明专利]一种高性能R4系泊链钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能R4系泊链钢及其制备方法，其主要成分及对应质量百分比为：C0.12~0.24，Mn0.10~0.55，Si0.15~0.35，Cr0.60~3.50，Mo0.35~0.75，N≤0.006，Ni0.40~4.50，Cu≤0.50,S≤0.005，P0.005~0.025，O≤0.0015，H≤0.00015，余量为Fe和不可避免杂质。制备方法，包括如下步骤：1)按照上述出钢目标成分配比，采用电炉或转炉初炼，经炉外精炼，真空脱气后浇注成钢锭或连铸坯；锭、坯的截面积与成品圆钢截面积之比大于7；2).连铸坯或钢锭浇注后热送加工或缓冷转移至热加工工序或200～700℃保温空冷后再转移至热加工工序；3）连铸坯或钢锭加热，加热炉初始温度≤900℃，升温速度≤150℃/h，至1100～1300℃后保温40分钟以上；4）圆钢经砂轮磨剥和检查后，无深于0.20mm的表面缺陷即可。

技术领域

本发明属于低合金钢领域，具体涉及一种高性能R4系泊链钢及其制备方法。

背景技术

系泊链钢按其强度级别可以分为三级(R3)、四级(R4)、五级(R5)。其链环整体调质后的强度级别分别为690Mpa、860Mpa、1000Mpa。而且需要具有高的塑性、韧性及屈强比≤0.92的安全性要求。目前各国船级社认可的最高级别的系泊链钢为R5级。

近年来，随着海洋资源的深入开发，在全球范围内，深海采油、海洋勘探等用途的海洋设施的增多，对系泊这些设施的60～160mm大直径系泊链的需求也日益增加。虽然海洋设施趋于大型化、高强化，然而由于其装载重量的限制，链径不可能任意扩大。

然而，仅仅使用提高链钢的强度性能水平，非但难以全面获得诸如裂纹敏感性、低热处理敏感性、低质量效应、高强韧性、低屈强比和母材/焊缝强度差和焊缝韧性等基本工艺性能和力学性能，更难以逾越的技术障碍是强度大时，钢制系泊链在海洋环境中容易因微量环境氢气的入侵而发生环境敏感裂纹。

使用专利申请号201010516347.3，“海洋采油平台R4S级系泊链条用钢及其制造”试生产的控制Mn(实际是87mm)圆钢制链，该说明书介绍经960℃水冷-580℃水冷的链环，其基体抗拉强度为1025MPa，而相同链环焊缝性能仅为911MPa，即链环与焊缝的抗拉强度差值超过110MPa，经960℃水冷-590℃水冷的链环，回火温度仅比580℃提高10℃，抗拉强度却急降85MPa，仅有940MPa，屈强比却反而超过0.92，均不符合R4S级链的性能标准，而且规定回火温度为570～590℃，温度范围极窄，热处理敏感性却很高，焊缝性能低，难以用于工业规模制造高强度链。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能大规格(φ：60～160mm)的R4系泊链钢及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高性能R4系泊链钢，其成分质量百分比为：C：0.24～0.28％，Mn0.70～1.55％，Si：0.25～0.38％，Cr：1.60～2.50％，Mo：0.23～0.75％，N≤0.006％，Ni：0.40～1.50％，Cu≤0.150％，S≤0.005％，P：0.005～0.025％，O≤0.0035％，H≤0.0005％，余量为Fe和不可避免杂质。

作为申请的优选技术方案，所述高性能海洋系泊链钢的淬火温度为900-980℃，回火温度为600～650℃。

作为申请的优选技术方案，还包括V、Al、Nb、Ti、Ca的一种或一种以上微合金化元素，其含量为V：0.05～0.25％，Al：0.05～0.1％，Nb：0.005～0.02％，Ti：0.05～0.20％，Ca：0.005～0.04％，，Sn+Sb+As≤0.035％，均以质量百分比计。

上述高性能R4系泊链钢的制备方法，包括如下步骤：