锚链钢CM690的生产工艺及研究现状

郭宇航?刘鹏?吴琼?徐和泽?赵翔宇

摘要：随着国家的进步，船舶行业在迅速发展。而锚链作为船舶上的重要组件，其性能要求也在不断提高。由于CM690具有疲勞强度高、淬火变形小、经调质后强度、初性及耐磨性高等优点，所以广泛应用于船用锚链行业。但是目前普遍存在性能较差、生产能耗较高的问题。因此选择合适的生产工艺生产高性能、低能耗的锚链对于行业的发展具有重要的意义。

关键词：CM690;锚链钢;生产工艺

1.锚链的生产工艺

CM690船用锚链的加工工艺大致分为剪料、加热、弯曲、闪光对焊、制档、热处理（淬火-回火）、表面处理、检验、修磨、浸漆等几个过程。

1.1热加工变形

钢的热加工变形是指超过再结晶温度的加热变形方式，这种加工方式可以使钢的组织和力学性能都产生大幅度的改变。钢的热加工变形具备很多优势：一方面钢在发生热变形时，会发生回复再结晶作用，使钢材组织晶粒的内应力大幅度降低，促进生成等轴晶粒，从而提高钢的塑性，减小再加工过程中材料的断裂倾向。另一方面，钢在热变形时，内部原子的运动能力加强，原子的扩散能力与溶解能力提高，临界切应力下降，使得形变抵抗力变小，能耗降低。另外，热加工变形由于温度较高，使得能够发生滑移的系统增加，滑移面与滑移方向时刻发生变化，与冷加工相比，产生织构的概率大大降低。除此之外，热加工变形可以简化工序，通常不用进行中间退火，可以大幅度地使生产效率提高。虽然热加工有许多优势，但是热加工也有其自身的局限之处，由于其工艺需要对工件进行加热，因此能耗较高，故在能够进行冷加工时，尽量采取冷加工工艺。

1.2调质处理

焊后热处理可以大幅度地改善材料的性能，其中调质处理是一种广泛应用的焊后热处理工艺，它利用淬火与高温回火的方法，可以使材料具有良好的机械性能。调质处理不仅可以改善材料性能，更能够大大地提高产品产量，因而广泛地应用于工业生产。适当的淬火温度，可以增加材料的抗拉强度与冲击初性，但淬火温度过高会使得奥氏体晶粒粗大，抗拉强度和冲击韧性都随之下降。

总之，调质处理是钢铁材料强化所常用的方法之一，也是最有效、最简捷的方法之一，适当的调质处理工艺不仅可以优化钢铁的组织与性能，更能大幅度地减小生产能耗。

2. 锚链的研究现状

锚链的发展历史非常悠久，从最开始的植物绳锚链，到后来的锻打链锁，一直到铸造锚链、电焊锚链，其每一步发展都对海洋产业产生巨大的推动作用。极大地促进了造船业、军事行业的发展，更大限度地保证航海人员的人身及财产安全，因此国内外很多学者都在探究提高锚链性能的方法。到目前为止，电焊锚链由于其工艺简单、成本低、质量高、稳定性好、适用于大批量生的优点，得到了广泛应用。我国锚链行业起步较晚，技术相对落后，而美国、日本、韩国等技术较为领先，因此对锚链的工艺和性能进行研究，可以促进我国锚链行业以及海洋产业的进步。

为了提高锚链的性能，国内外学者做了大量的研究。通过研究发现：适当的焊后热处理方式可以大幅度地提高锚链的综合性能，使锚链具有良好的组织结构。在适当的温度下提高淬火温度，可以增加环背的强度与冲击初性，但随着淬火温度继续增加，强度增加幅度变得缓慢，冲击軔性会出现下降的趋势，但焊缝处的冲击韧性则会随之出现上升的现象。另外，环背处强度会随着回火温度适当的增加而下降，同时环背与焊缝的冲击初性可以得到明显改善。并且有相关学者发现，通过两次循环淬火后的性能明显强于一次淬火，增加回火保温时间也可以提高锚链的塑性与韧性。同时还有研宄表明：通过提高回火温度，可以使可扩散氢含量不断降低，从而令氢脆敏感性下降。综合来看，调质处理工艺可以非常有效地改善锚链的性能，是目前锚链行业应用最为广泛的一种热处理方法。另外，初脆转变温度作为影响锚链性能的重要因素，也被广大科研工作者们而研究。CM690的韧脆转变温度通常情况下与其组织、化学成分、晶粒度等多种因素有关，因此有关学者提出：可以通过改善CM690锚链钢的浇铸和轧制工艺，降低其初脆转变温度，来提高锚链性能。综合国内外的研究现状来看，锚链的强化手段具有多样化的特点，但是随着国家对节能减排的控制，寻找一种既节能，又有效的强化方法显得至关重要。

基金项目：本论文课题来源为营口理工学院校级科研项目“热处理工艺对锚链钢CM690综合性能的影响（编号110504019）”。

参考文献：

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