一种船锚用低碳合金钢及其热处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属冶炼及其热处理技术领域，尤其是一种船锚用低碳合金钢及其热处理工艺。
【背景技术】
[0002]锚是锚泊设备的主要部件，铁质的停船器具，用铁链连在船上，泡在水底，可以使船停稳。目前，常规的船锚，均为一般的铸铁，不仅机械性能较差，而且防腐性能不好，尤其对于在恶劣环境下，更难以适应。
[0003]现代锚用铸钢或锻钢制造，船锚长期在海水中浸泡，需要承受船舶所受的外力，现有的普通船锚易被锈蚀，且常年在海水中撞击，船锚与锚链之间相互运动，产生摩擦，会把铁暴露在外面，铁在海水的浸泡下更易生锈氧化，再在海水中撞击，周而复始，会使船锚的直径变小，抗拉强度减小，缩短了其使用年限。
[0004]目前关于耐腐蚀的低碳船锚用合金钢未见有相关报道，因此迫切希望能开发出一种低碳船锚用合金钢。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种船锚用低碳合金钢及其热处理工艺，采用该合金钢生产出来的船锚耐腐蚀性强，机械性能佳，使用寿命长。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种船锚用低碳合金钢，所述合金钢的质量分组成如下:碳0.17-0.21%、硅
1.18-1.35 %、锰 1.52-1.78 %、钼 0.012-0.020 %、钨 0.02-0.05 %、铬 0.015-0.022 %、铌0.008-0.0016 %、钛 0.05-0.07%、硼 0.0002-0.0005 %、磷彡 0.012 %、硫彡 0.018 %、钇0.045-0.088%、镧系稀土:9.2-11.8%，其余为铁和不可避免的杂质，各组分百分数之和为100%。
[0008]进一步的，所述镧系稀土中镧、铈、钕、钆、镨的百分含量如下:镧12-15%，铈25-32%，钕 10-15%，钆 13.8-14.8%，镨 6.8-8.7%0
[0009]进一步的，所述不可避免的杂质按质量百分比控制为:氧彡0.0015%，氮彡 0.0080%，氢彡 0.0001%，砷彡 0.012%，铅彡 0.010%，锡彡 0.010%，锑彡 0.010%。
[0010]进一步的，所述合金钢的质量分组成如下:碳0.19%、硅1.25%、锰1.62%、钼
0.015 %、钨 0.04 %、铬 0.018 %、铌 0.009 %、钛 0.06 %、硼 0.0004 %、磷彡 0.012 %、硫< 0.018 %、钇0.078 %、镧系稀土: 10.8 %，其余为铁和不可避免的杂质，各组分百分数之和为100% ；
[0011]所述镧系稀土中镧、铈、钕、钆、镨的百分含量如下:镧13%，铈27%，钕14%，钆14%，镨 7.5% ；
[0012]所述不可避免的杂质按质量百分比控制为:氧< 0.0015%，氮< 0.0080%，氢彡 0.0001%，砷彡 0.012%，铅彡 0.010%，锡彡 0.010%，锑彡 0.010%。
[0013]进一步的，所述合金钢的质量分组成如下:碳0.18%、硅1.24%、锰1.6%、钼 0.016 %、钨 0.03 %、铬 0.018 %、铌 0.0012 %、钛 0.06 %、硼 0.0004 %、磷 0.01 %、硫
0.016%、钇0.06%、镧系稀土:10.2%，其余为铁和不可避免的杂质，各组分百分数之和为100% ；
[0014]所述镧系稀土中镧、铈、钕、钆、镨的百分含量如下:镧12.8%，铈28.3%，钕12%，钆 14%，镨 7.8% ；
[0015]所述不可避免的杂质按质量百分比控制为:氧< 0.0015%，氮< 0.0080%，氢彡 0.0001%，砷彡 0.012%，铅彡 0.010%，锡彡 0.010%，锑彡 0.010%。
[0016]一种船锚用低碳合金钢的热处理工艺，所述热处理工艺包括以下步骤:热锻、退火、回火、调质热处理、冷却、表面强化热处理、超声波检验、机械性能试验和清洁涂装工序;
[0017]所述热锻的温度控制为1150_1200°C ；
[0018]所述退火工序:热锻后，控制温度为860-880°C持续保温35-40min，然后炉冷至350-370°C后保温20-25min，最后冷却至室温；
[0019]所述回火工序:控制温度为800-820°C持续保温16_18min，然后空冷至室温；
[0020]所述调质热处理工序采用两次正火、一次回火处理然后再冷却，第一次正火温度大于第二次正火温度；(1)第一次正火:采用分段加热，第一段加热温度为760-80(TC，到温后保温16-18min，第二段加热温度为900_920°C，到温后保温25_30min，然后空冷18_20min后进行第二次正火；(2)第二次正火:采用分段加热，第一段加热温度为660-680°C，到温后保温16-18min，第二段加热温度为700_720°C，到温后保温25_28min，然后水冷至室温；
[0021]所述冷却采用水冷与空冷结合的方法，先采用水冷以10-12°C /s的冷却速率将钢板水冷至520-540°C，然后空冷至380-400°C，再采用水冷以5_8°C /s的冷却速率将钢板水冷至室温；
[0022]所述表面强化热处理:(1)将冷却至室温的钢板，在空气炉中预热到380-450°C，(2)盐浴氮化:取预热过的钢板，将其置入盐浴中，在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触；盐浴温度为520±15°C，时间60-65min，盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0023]进一步的，所述调质热处理工序采用两次正火、一次回火处理然后再冷却，第一次正火温度大于第二次正火温度；(1)第一次正火:采用分段加热，第一段加热温度为770-790°C，到温后保温16-18min，第二段加热温度为910_920°C，到温后保温25_30min，然后空冷18-20min后进行第二次正火；(2)第二次正火:采用分段加热，第一段加热温度为665-675°C，到温后保温16-18min，第二段加热温度为710_715°C，到温后保温25_28min，然后水冷至室温。
[0024]进一步的，所述表面强化热处理:(1)将冷却至室温的钢板，在空气炉中预热到400-440(2)盐浴氮化:取预热过的钢板，将其置入盐浴中，在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触；盐浴温度为500±15°C，时间60-65min，盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0025]进一步的，所述表面强化热处理:(1)将冷却至室温的钢板，在空气炉中预热到420-440(2)盐浴氮化:取预热过的钢板，将其置入盐浴中，在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触；盐浴温度为500±5°C，时间60-65min，盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0026]进一步的，所述热处理工艺包括以下步骤:热锻、退火、回火、调质热处理、冷却、表面强化热处理、超声波检验、机械性能试验和清洁涂装工序；
[0027]所述热锻的温度控制为1180_1200°C ；
[0028]所述退火工序:热锻后，控制温度为860-870°C持续保温35-40min，然后炉冷至360-370°C后保温20-25min，最后冷却至室温；
[0029]所述回火工序:控制温度为810-820°C持续保温16_18min，然后空冷至室温；
[0030]所述调质热处理工序采用两次正火、一次回火处理然后再冷却，第一次正火温度大于第二次正火温度；(1)第一次正火:采用分段加热，第一段加热温度为780-80(TC，到温后保温16-18min，第二段加热温度为910_920°C，到温后保温25_30min，然后空冷18_20min后进行第二次正火；(2)第二次正火:采用分段加热，第一段加热温度为670-680°C，到温后保温16-18min，第二段加热温度为710_720°C，到温后保温25_28min，然后水冷至室温；
[0031]所述冷却采用水冷与空冷结合的方法，先采用水冷以10-12°C /s的冷却速率将钢板水冷至520-530°C，然后空冷至380-390°C，再采用水冷以5_8°C /s的冷却速率将钢板水冷至室温；
[0032]所述表面强化热处理:(1)将冷却至室