延长高压活动弯头寿命的工艺研究

针对我国高压管汇的应用和非正常损坏情况,提出了延长高压管汇使用寿命的工艺措施。以20Cr Ni Mo材料为例,研究了在制造高压活动弯头过程中渗碳+等温淬火+回火的热处理工艺,给出了热处理工艺后工件重要部位的金相组织和硬度,并对热处理工艺特点进行了分析。分析结果表明:活动弯头采用渗碳+等温淬火+回火的热处理工艺,工作面获得下贝氏体+马氏体的混合组织,大幅提高了活动弯头工作面的耐磨性能和抗腐蚀性能;同时,心部材料仍具有良好的韧性,从而可延长活动弯头的使用寿命。所得结论可为相关研究人员和使用人员提供参考。     

3NB-1000钻井泵双金属缸套的研制

磨粒磨损是造成钻井泵缸套失效的主要原因,其失效形式有表面凹坑、表层剥落和内表面高压塌陷。新研制的双金属缸套,其内衬采用高铬高碳铸铁,淬火、回火后,硬度达HRC61～68,耐磨性好,金相组织为马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。其外套为45号钢,经调质处理后,得到回火索氏体,获得了较好的综合机械性能。这种双金属缸套平均寿命达45Oh。     

20Ni3Mo渗碳钢深冷强化研究

为提高牙轮钻头的使用寿命,用20Ni3Mo代替20Ni4Mo钢,并采用930±10℃×6h的渗碳淬火工艺预处理后,再用液氮及其蒸发空间温度梯度制冷深冷处理。通过磨损试验和透射电镜观察TEM组织表明,深冷处理后,20Ni3Mo钢硬度提高72HRC,耐磨性提高89%,其组织为均匀马氏体、残余奥氏体和微细碳化物。残余奥氏体转变为马氏体及超微细碳化物的析出是提高20Ni3Mo渗碳钢硬度与耐磨性的重要原因。     

18CrNiMo7-6钢圆柱试件淬火过程数值模拟

采用有限元分析方法,利用SYSWELD软件模拟18CrNiMo7-6钢圆柱试件渗碳及淬火过程,并分析其渗碳场、温度场及硬度的变化规律和分布状态。模拟结果表明,渗碳过程中,圆柱试件外表面含碳质量分数先增大后减小,而心部含碳质量分数基本保持不变;淬火过程中,圆柱试件截面沿径向温差先增大后减小,冷却到9.8 s时,温差最大,为293℃;冷却到12.0 s时,外表面处率先发生马氏体转变;冷却到47.2 s时,圆柱试件心部温度为281℃,整个试件几乎都完成马氏体转变;圆柱试件硬度值沿径向从外表面向心部逐渐递减,很符合18CrNiMo7-6钢热处理后的性能。     

18CrNiMo7-6钢圆柱试件淬火过程数值模拟

采用有限元分析方法,利用SYSWELD软件模拟18CrNiMo7-6钢圆柱试件渗碳及淬火过程,并分析其渗碳场、温度场及硬度的变化规律和分布状态。模拟结果表明,渗碳过程中,圆柱试件外表面含碳质量分数先增大后减小,而心部含碳质量分数基本保持不变;淬火过程中,圆柱试件截面沿径向温差先增大后减小,冷却到9.8 s时,温差最大,为293℃;冷却到12.0 s时,外表面处率先发生马氏体转变;冷却到47.2 s时,圆柱试件心部温度为281℃,整个试件几乎都完成马氏体转变;圆柱试件硬度值沿径向从外表面向心部逐渐递减,很符合18CrNiMo7-6钢热处理后的性能。     

亚温淬火对20SiMn2MoV钢低温韧度的影响

采用常规热处理工艺和亚温淬火工艺对20SiMn2MoV钢进行热处理,以研究亚温淬火对20SiMn2MoV钢低温韧度的影响。研究结果表明,亚温淬火工艺可使20SiMn2MoV钢获得板条马氏体+针状铁素体的组织,能有效地提高其低温韧度;亚温淬火温度在800～840℃时,随着淬火温度的升高,铁素体的形态由块状变为针状,材料的低温韧度得到提高;常规热处理工艺试样的低温韧度不满足API 8C标准要求,而采用预备热处理为900℃淬火、最终热处理为840℃淬火+200℃回火的亚温淬火工艺,可使材料的低温冲击韧度和拉伸性能均满足API 8C标准要求。     

淬火温度对30CrNi2MoV钢力学和耐蚀性能的影响

为了探索调质处理中淬火温度对新型压裂泵阀箱材料用钢30CrNi2MoV力学性能和耐蚀性能的影响,研究了3种热处理工艺:(1)相变点以下780℃淬火+620℃回火;(2)相变点附近830℃淬火+620℃回火;(3)相变点以上880℃淬火+620℃回火。并将3种工艺处理后的锻件与原始锻件性能进行对比。研究结果表明:原始锻件力学性能和耐腐蚀性能最差,经过热处理后其综合性能都得到较大幅度的提升;随淬火温度的增加,试样的强度和硬度随淬火温度的增加而增加,塑性降低;热处理后试样拉伸断裂属于韧性断裂;冲击性能在830℃淬火+620℃回火时达到最大,淬火温度为830℃时材料耐腐蚀性能最好。综合考虑力学性能和耐蚀性能,建议压裂泵阀箱用钢30CrNi2MoV在830℃左右进行淬火。     

热处理工艺对X80管线钢耐腐蚀性能的影响

对比研究了X80钢经不同热处理后,不同浓度的NaC l腐蚀介质和自来水中的电化学腐蚀对其性能的影响。试验所用经不同工艺热处理的X80钢试样包括930℃淬火样、930℃淬火+650℃回火样、930℃淬火+645℃回火样、930℃淬火+630℃回火样和原样。研究表明,对于所选用的X80钢,热处理工艺没有显著改变其腐蚀性能;该材料在NaC l溶液中的腐蚀速率大于其在自来水中的腐蚀速率,且腐蚀速率、腐蚀电流密度随NaC l溶液浓度增大而增大,腐蚀电位随溶液中NaC l浓度的增大向负方向偏移。     

20钢亚温淬火组织在湿硫化氢中的断裂性能

亚温淬火方法可用来提高钢材的抗硫化氢应力破裂性能。本文介绍了用该方法对20钢进行试验的情况。当20钢经960°水淬+770℃亚温淬火+200℃回火处理,得到马氏体含量(V_M)约为50～60%时,该双相组织(马氏体+铁素体)具有良好的抗SSC性能。其σ_(ssa)(σ_(PH))M365MPa,此值不仅高于20钢正火状态的σ_s,而且高于淬火加高温回火状态的σ_s。     

物探冲击器活塞材料(T8A钢)的试验研究

对物探冲击器活塞材料 (T8A钢 )的热处理工艺和抗冲击疲劳性能的试验研究结果表明 ,最佳热处理工序和工艺为调质处理预热淬火 (76 0℃× 2min)回火 (2 0 0℃× 1 5h) ;在这种工艺下 ,淬硬层深度为 2 5～ 3 2mm ,组织为回火马氏体 +细粒状碳化物 ,心部组织为屈氏体 +细粒状碳化物 ,这种组织既保证了表层的高硬度 ,又具有良好的综合力学性能 ,抗疲劳性能试验中多次冲击下凹值最小 ,麻点出现数目最少 ,有较好的多次冲击疲劳抗力。研制活塞实物的现场试验累计工作寿命达 4 0 0h ,抗冲击疲劳寿命大大提高。