正交法研究4145H钢退火工艺

为了得到更加合理的4145H钢退火工艺,改善组织,调整硬度,利用正交试验的方法,研究影响其硬度的因素,并观察其退火后的组织。得到最佳退火工艺为:轧制一道次变形量为25.57%、退火温度760℃、保温8 h并以箱冷冷却。该退火工艺所得组织为碳化物分布均匀的粒状珠光体,满足生产要求。

4145H钢的电炉连铸工艺生产

4145H钢是石油钻铤用钢,对钢水纯净度、非金属夹杂物含量、钢材的晶粒度、中心碳偏析等指标要求严格。采用电炉连铸工艺开展了4145H钻铤用钢的制备研究。结果表明,化学成分调整合格后,连铸过热度为25～35℃、铸速为0.4～0.6 m/min、冷却水量为180 m^3/h时可以拉出280 mm×280 mm合格方坯。当加热炉出炉温度1 160～1 170℃、入轧温度965～975℃、缓冷时间46 h、出坑温度100～150℃时,可以获得质量合格的Φ130的4145H轧制材。

4145H钢力学性能试样热处理工艺调整

4145H属新开发钢种,其物理检验一次合格率较低。通过排列图分析,找出了不合格的主要项目是抗拉强度和冲击功。并对其进行化学成分和热处理制度的相关分析,及求出回归方程式。由此回归方程选择了恰当的热处理工艺,提高了4145H钢物理检验的一次合格率。

ASTM 4145H钢冲击功偏低的原因分析

ASTM 4145H钢中,若Sn元素含量较高会明显影响钢材的力学性能,造成冲击功严重偏低。

石油钻铤用4145H热轧圆钢用Φ600 mm圆坯加热装炉优化

以石油钻铤用4145H热轧圆钢为研究对象,在加热炉预热段温度较高(870~920℃)的工况条件下,设计出一种温送温装工艺:入炉前铸坯表面温度控制在200~400℃,预热段时间≥120 min,升温段温度950~1 050℃,保温时间≥60 min,高温段1 220~1 280℃,保温时间≥240 min,总加热时间≥510 min。通过工艺试验,采用Φ600 mm连铸圆坯轧制Φ260 mm圆钢,对比热送热装、温送温装、冷送冷装三种入炉方式下热轧圆钢的质量情况,得出温送温装工艺可以获得良好的表面质量和内部质量。

4145H石油钻铤钢示波冲击性能研究

对4145H钻铤钢纵向取样,研究了不同温度下的示波冲击特性。结果表明,取样钻铤的冲击功值满足《SYT5144-2007钻铤》和《API SPEC7》标准要求,并得出了4145H钻铤钢的冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂纹扩展功以及裂纹扩展功与冲击功的比值随温度的降低而降低。在钻井工程中表现为常温下裂纹在钻铤中扩展速率较慢,钻铤不容易断;低温下裂纹在钻铤中扩展速率较快,钻铤更容易断。该研究成果为合理指导4145H钻铤的生产工艺和现场使用提供了依据,为分析4145H钻铤断裂机理提供了基础实验依据。

稀土Ce对4145H钢热轧过程再结晶行为的影响

利用Gleeble-1500D型热模拟试验机对3种不同稀土Ce含量(0、0.012%和0.020%,mass fraction,%)的4145H钢进行单道次和双道次压缩实验,研究稀土对4145H钢再结晶行为影响。结果表明:单道次压缩,变形温度1050℃,变形速率为0.1s-1时3种实验钢发生动态再结晶型软化。双道次压缩实验,得出稀土含量为0、0.012%和0.020%的4145H钢奥氏体再结晶区分别在1050、1050和980℃以上;部分再结晶区分别在980℃到1050℃、900℃到1050℃及900℃到980℃之间;未再结晶区分别在980、900及900℃以下;加入稀土,提高变形温度、变形速率,增加间隙时间、变形量及减小初始奥氏体晶粒尺寸均提高了4145H钢静态再结晶体积分数;同时建立了3种实验钢的静态再结晶模型。

真空热处理下4145H钻铤钢H_2S腐蚀行为研究

研究了真空热处理条件下4145H钻铤钢在饱和H2S溶液中的腐蚀行为,通过SEM观察组织形貌及腐蚀断面形貌,通过电化学工作站测试了极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明,真空热处理后4145H钢的组织为回火托氏体;在饱和H2S溶液中浸泡后的腐蚀类型主要是点蚀;真空热处理后4145H钢的电化学腐蚀开始为钝化腐蚀,随后转化为活化控制。

激光淬火参数对钻具4145H钢磨损性能的影响

采用激光淬火工艺对钻具用4145H钢进行了表面强化处理,并利用仿真和实验进行了验证,综合考虑硬度、耐磨性能等指标,对激光功率和激光扫描速度等热处理参数进行了优化。结果表明:4145H钢表面淬硬层硬度以及耐磨性随激光扫描速度和激光功率的增加呈现先增大后减小的趋势,当激光淬火速度为400 mm/min、淬火功率为2 kW时,硬化层晶粒细小,耐磨性能最佳,具有相变硬化效果,该优化参数可作为4145H钻具的表面处理参数。

4145H(42CrMo)钻铤钢内在性能综合分析

本文全面论证了 41 45H钢在热轧和退火两种状态下钢材的内在性能分布规律。轧制完毕后退火冷却可有效地抑制魏氏组织 ,保证塑性稳定 ,钢材的内在指标也相应得到保证和提高。

钻井工具用钢4145H热处理工艺性能研究

35CrMo淬透性较差,无法得到较深的淬硬层。4145H的碳含量和合金元素含量均高于35CrMo,淬透性较好,比较适合于加工规格较大的零件。通过对4145H和35CrMo的原材料以及产品进行综合评价,研究热处理工艺对4145H力学性能的影响,给出了合理的热处理工艺参数。试验数据表明:4145H替代35CrMo用作钻井工具的生产具有明显的性能优势,能够有效提升产品质量。

钻铤用钢退火工艺研究

通过黑匣子装置测试退火炉中准150mm AISI4145H钢棒料退火的温度分布规律,研究在实验室模拟AISI4145H钢在650～740℃,在不同装炉位置试样的升温和冷却速度变化规律。还研究了退火工艺对其组织及硬度性能的影响。结果表明:AISI4145H钢在退火工艺为740℃保温1 h后空冷,试样组织为铁素体+粒状珠光体和少量细片状珠光体、硬度为21.2HRC,满足了工业切屑加工生产需要。该退火工艺采用坑冷的冷却方式,提高了退火冷却速度,退火冷却时间为10h,缩短了工件在炉时间,有效地提高了生产效率,降低了生产成本。

9 3/4 in钻铤中频感应热处理工艺研究与应用

针对AISI 4145H钢9 3/4 in钻铤采用井式热处理成本大、生产效率低和力学性能较差等问题,研究了中频感应调质热处理工艺。通过对钢的化学成分、淬透性、热透性及零件尺寸等进行分析,制定了相应的中频感应热处理工艺,并进行了多次工艺试验,通过产品力学性能指标进行了验证,找出了最佳的4145H钢中钼、碳等微量元素含量的内控指标,确定了合理的中频感应热处理工艺,解决了9 3/4 in钻铤的热处理问题,获得了优良的综合力学性能。

石油钻具

河南中原特殊钢厂生产的精锻石油钻铤,是按照SY5144-86和API标准生产的。钻铤采用本厂自产的ASTM4145H钢,进行精锻机整体精锻,外圆内孔直接成形,或精锻空心坯经机加钻孔成形。与国内外同类产品相比较,在质量上有组织致密、机械性能好等特点。钻铤规格有:6(1/4)″、6(1/2)″、7″、8″、9″。 河南中原特殊钢厂生产的精锻石油钻铤,1988年荣获国家经委石油设备科技成果三等奖;1989年获河南省优质产品奖;