水空交替淬火技术及其在石油套管热处理中的应用研究

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1、·122·材料导报B：研究篇2013年9月(下)第27卷第9期水一空交替淬火技术及其在石油套管热处理中的应用研究匡建新，王艾伦，唐明华，胡翔。(1中南大学机电工程学院，长沙410083；2湖南工学院机械工程学院，衡阳421002；3衡阳华菱钢管有限公司技术中心，衡阳421001)摘要以热轧25MnV钢石油套管为研究对象，通过性能测试、透射电镜等方法，对比研究了水一空一水双介质交替淬火和强化冷却淬火两种工艺对钢的组织与力学性能的影响。结果表明：水一空一水交替淬火工艺可以有效减少石油套管的淬火内应力，防止淬火裂纹的产生；在该工艺下所得

2、下贝氏体+板条马氏体束交割分布的复相组织以及马氏体条间少量残余奥氏体等二次析出相的综合作用下，材料的冲击韧性明显提高，综合力学性能大幅改善，提高了石油套管的抗断裂失效能力和使用安全性。关键词25MnV水一空交替淬火石油套管中图分类号：TG156．3文献标识码：AStudyofWater-airAlternativeQuenchingTechnologyandItsApplicationonHeatTreatment0foilCasingKUANGJianxin，WANGAilun，TANGMinghua0。HUXiang。(1Co

3、llegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083；2DepartmentofMechanicalEngineering，HunanInstituteofTechnology，Hengyang421002；3TechnologyCenterofHengyangValinSteelTubeCo．Ltd．，Hengyang421001)AbstractTakinghot-rolled25MnVsteelcasingasthere

4、searchobject，throughtheperformancetest，trans—missionelectronmicroscopeandothermethods，theeffectsofwater-air-waterdoublemediumalternativequenchingandenhancedcoolingquenchingtWOkindsofprocessonmicrostructureandmechanicalpropertiesofthetestedsteelwerecomparativestudied．T

5、heresultsshowthat：water-air-waterquenchingprocesscaneffectivelyreducethequenchingstressofoilcasing，preventthegenerationofquenchingcrack．Underthecomprehensiveactionofduplexmicrostructurecombinedwithlowerbainite+martensitelathbeamdeliverydistributionandthesecondarypreci

6、pitatessuchasasmallamountofresidualaustenitebetweenmartensite，theimpacttoughnessofthealloyisobviouslyim—proved，thecomprehensivemechanicalpropertiesimprovedgreatly，improvethefractureresistanceofoilcasingfailureandsafety．Keywords25MnV，water-airalternativequenching，oilca

7、sing某企业主导产品——系列Pll0级石油套管是石油钻井钢管心部的冷却速率_4]，以获得具有足够强韧性的组织；但中的重要构件，主要用于深井及由于地质条件复杂对石油套是，由于水在400℃以下时的冷却能力过大，冷却过程中钢管性能要求较为苛刻的场合。为满足APISPEC5CT[妇标准管内部会产生较大的淬火内应力，以致引起各种热处理裂对Pl10等高钢级石油套管较高的技术要求，需要采用调质纹，在使用中会严重影响其使用寿命，进而对油井造成毁灭处理的方法以保证获得良好的综合力学性能l2。]。为提高市性的破坏，因此，该工艺不能保证满足技术要求。

8、场竞争力，该企业在原有生产Pl10级产品25CrMnMo、针对这一问题，笔者考虑到马氏体相转变的剧烈程度，29CrMo44、26CrMo4等传统钢种的基础上开发了25MnV钢以降低淬火内应力为目的，提出在淬火冷却时采用水一空一水新钢种；相对于前者，