郭宇航?劉鵬?吳瓊?徐和澤?趙翔宇

摘要：隨著國(guó)家的進(jìn)步，船舶行業(yè)在迅速發(fā)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(qiáng)度高、淬火變形小、經(jīng)調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度、初性及耐磨性高等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于船用錨鏈行業(yè)。但是目前普遍存在性能較差、生產(chǎn)能耗較高的問(wèn)題。因此選擇合適的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)高性能、低能耗的錨鏈對(duì)于行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：CM690;錨鏈鋼;生產(chǎn)工藝

1.錨鏈的生產(chǎn)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(duì)焊、制檔、熱處理（淬火-回火）、表面處理、檢驗(yàn)、修磨、浸漆等幾個(gè)過(guò)程。

1.1熱加工變形

鋼的熱加工變形是指超過(guò)再結(jié)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(xué)性能都產(chǎn)生大幅度的改變。鋼的熱加工變形具備很多優(yōu)勢(shì)：一方面鋼在發(fā)生熱變形時(shí)，會(huì)發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶作用，使鋼材組織晶粒的內(nèi)應(yīng)力大幅度降低，促進(jìn)生成等軸晶粒，從而提高鋼的塑性，減小再加工過(guò)程中材料的斷裂傾向。另一方面，鋼在熱變形時(shí)，內(nèi)部原子的運(yùn)動(dòng)能力加強(qiáng)，原子的擴(kuò)散能力與溶解能力提高，臨界切應(yīng)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(fā)生滑移的系統(tǒng)增加，滑移面與滑移方向時(shí)刻發(fā)生變化，與冷加工相比，產(chǎn)生織構(gòu)的概率大大降低。除此之外，熱加工變形可以簡(jiǎn)化工序，通常不用進(jìn)行中間退火，可以大幅度地使生產(chǎn)效率提高。雖然熱加工有許多優(yōu)勢(shì)，但是熱加工也有其自身的局限之處，由于其工藝需要對(duì)工件進(jìn)行加熱，因此能耗較高，故在能夠進(jìn)行冷加工時(shí)，盡量采取冷加工工藝。

1.2調(diào)質(zhì)處理

焊后熱處理可以大幅度地改善材料的性能，其中調(diào)質(zhì)處理是一種廣泛應(yīng)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(jī)械性能。調(diào)質(zhì)處理不僅可以改善材料性能，更能夠大大地提高產(chǎn)品產(chǎn)量，因而廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。適當(dāng)?shù)拇慊饻囟?，可以增加材料的抗拉?qiáng)度與沖擊初性，但淬火溫度過(guò)高會(huì)使得奧氏體晶粒粗大，抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性都隨之下降。

總之，調(diào)質(zhì)處理是鋼鐵材料強(qiáng)化所常用的方法之一，也是最有效、最簡(jiǎn)捷的方法之一，適當(dāng)?shù)恼{(diào)質(zhì)處理工藝不僅可以優(yōu)化鋼鐵的組織與性能，更能大幅度地減小生產(chǎn)能耗。

2. 錨鏈的研究現(xiàn)狀

錨鏈的發(fā)展歷史非常悠久，從最開始的植物繩錨鏈，到后來(lái)的鍛打鏈鎖，一直到鑄造錨鏈、電焊錨鏈，其每一步發(fā)展都對(duì)海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。極大地促進(jìn)了造船業(yè)、軍事行業(yè)的發(fā)展，更大限度地保證航海人員的人身及財(cái)產(chǎn)安全，因此國(guó)內(nèi)外很多學(xué)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(jiǎn)單、成本低、質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、適用于大批量生的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)錨鏈行業(yè)起步較晚，技術(shù)相對(duì)落后，而美國(guó)、日本、韓國(guó)等技術(shù)較為領(lǐng)先，因此對(duì)錨鏈的工藝和性能進(jìn)行研究，可以促進(jìn)我國(guó)錨鏈行業(yè)以及海洋產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

為了提高錨鏈的性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：適當(dāng)?shù)暮负鬅崽幚矸绞娇梢源蠓鹊靥岣咤^鏈的綜合性能，使錨鏈具有良好的組織結(jié)構(gòu)。在適當(dāng)?shù)臏囟认绿岣叽慊饻囟?，可以增加環(huán)背的強(qiáng)度與沖擊初性，但隨著淬火溫度繼續(xù)增加，強(qiáng)度增加幅度變得緩慢，沖擊軔性會(huì)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但焊縫處的沖擊韌性則會(huì)隨之出現(xiàn)上升的現(xiàn)象。另外，環(huán)背處強(qiáng)度會(huì)隨著回火溫度適當(dāng)?shù)脑黾佣陆?，同時(shí)環(huán)背與焊縫的沖擊初性可以得到明顯改善。并且有相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)兩次循環(huán)淬火后的性能明顯強(qiáng)于一次淬火，增加回火保溫時(shí)間也可以提高錨鏈的塑性與韌性。同時(shí)還有研宄表明：通過(guò)提高回火溫度，可以使可擴(kuò)散氫含量不斷降低，從而令氫脆敏感性下降。綜合來(lái)看，調(diào)質(zhì)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(yè)應(yīng)用最為廣泛的一種熱處理方法。另外，初脆轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變溫度通常情況下與其組織、化學(xué)成分、晶粒度等多種因素有關(guān)，因此有關(guān)學(xué)者提出：可以通過(guò)改善CM690錨鏈鋼的澆鑄和軋制工藝，降低其初脆轉(zhuǎn)變溫度，來(lái)提高錨鏈性能。綜合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來(lái)看，錨鏈的強(qiáng)化手段具有多樣化的特點(diǎn)，但是隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的控制，尋找一種既節(jié)能，又有效的強(qiáng)化方法顯得至關(guān)重要。

基金項(xiàng)目：本論文課題來(lái)源為營(yíng)口理工學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目“熱處理工藝對(duì)錨鏈鋼CM690綜合性能的影響（編號(hào)110504019）”。

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