[发明专利]一种2100MPa级海工钢丝绳用钢及生产方法

说明书

本发明公布了一种2100MPa级海工钢丝绳用钢及生产方法，所述2100MPa级海工钢丝绳用钢包括以下重量百分比的化学成分：C 0.95％～1.10％、Si 0.10％～0.50％、Mn 0.60％～1.20％、Cr 0.10％～0.50％、Nb 0.02％～0.10％、Ni 0.01％～0.50％、Al≤0.005％、P≤0.015％，S≤0.015％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。本发明采用特定的化学成分和盘条生产工艺，轧制的热轧盘条具有优良的力学性能和较高的索氏体化率；加工的钢丝绳强度达到2100MPa以上，且具有较好的扭转性能、弯曲性能，适合制作2100MPa级高强度海工钢丝绳。

技术领域

本发明属于钢丝绳生产技术领域，涉及一种2100MPa级海工钢丝绳用钢及生产方法。

背景技术

钢丝绳，是用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。由于钢丝绳独特性能，迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或在一个领域内替代钢丝绳。常见的高碳钢丝绳用钢牌号均采用C-Si-Mn成分体系。如果仅仅依靠C或Si、Mn强化，虽然也可以实现强度要求，但极易出现网状渗碳体和心部马氏体，严重损害材料的性能，特别是塑韧性急剧降低。另外，钢丝在热镀锌时发生回复，抵消一部分的拉拔强度增量，也会降低扭转次数，这是钢丝加工过程中难以避免的问题。

中国专利CN 105671443 B公开了1960MPa级缆索镀锌钢丝用热轧盘条及生产方法，该方法所得盘条经过拉拔、镀锌、稳定化处理后，钢丝抗拉强度满足≥1960MPa，扭转指标≥14次，可用于生产1960MPa级别桥梁缆索镀锌钢丝，但该方法生产的钢丝达不到2000MPa级及以上钢丝绳的材料要求。中国专利CN 103498355 B公开了一种耐腐蚀钢丝绳，该专利提供的钢丝绳用钢成分突出了其防腐性能，故无需在其上镀锌。然而该专利中添加大量的Cr、Ni、Mo等贵金属元素，成本高，且C含量较低，无法保证钢丝绳的强度。吴光虎等人发表名为“1960MPa级制绳钢丝生产工艺研究”论文报道，介绍了采用82B盘条加工1960MPa级海洋用镀锌钢丝绳的生产工艺，其探讨了拉拔过程中影响钢丝性能的因素，通过实验使得拉拔后的制绳钢丝具有强度高、韧性好等特点，不足之处是镀锌钢丝绳的强度只达到1960MPa级别。

海工钢丝绳是指海洋工程装备所使用的钢丝绳，当前我国海洋经济发展正从浅海走向深海，海洋工程建设蓬勃开展，随之海工钢丝绳需求量越来越大，质量要求越来越高；目前国内已成功开发了1470MPa至1960MPa级别的钢丝绳，但随着国家建设需求尤其是海洋工程装备要求的不断提高，急需开发2100MPa级更高强度的海工钢丝绳专用钢盘条。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种海工钢丝绳用钢及生产方法，采用特定的化学成分和盘条生产工艺，轧制的热轧盘条具有优良的力学性能和较高的索氏体化率；加工的钢丝绳强度达到2100MPa以上，且具有较好的扭转性能、弯曲性能，适合制作2100MPa级高强度海工钢丝绳。

本发明的具体技术方案为：

一种2100MPa级海工钢丝绳用钢，所述2100MPa级海工钢丝绳用钢包括以下重量百分比的化学成分：C 0.95％～1.10％、Si 0.10％～0.50％、Mn 0.60％～1.20％、Cr 0.10％～0.50％、Nb 0.02％～0.10％、Ni 0.01％～0.50％、Al≤0.005％、P≤0.015％，S≤0.015％、O≤0.0015％、N≤0.006％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

C：C是钢丝绳用钢中最基本有效的强化元素。但随着其含量增大，延展性降低，C含量控制在0.95％～1.10％。

Si：Si在钢中可起脱氧的作用，同时通过固溶强化提高钢的强度。但过量的Si会恶化钢的冷拉丝性能，此外Si元素的提高会增加钢中碳的扩散，加剧钢材的脱碳，Si含量控制在0.10％～0.50％。