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27CrMoTi鋼（化學(xué)成分）熱處理工藝及性能
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-09-06
基于井下工具的使用要求，27CrMoTi鋼是井下固井工具中常用的材質(zhì)。通過采用不同的熱處理工藝，對(duì)比分析27CrMoTi鋼的力學(xué)性能變化。
???石油開采及井下固井工具是在數(shù)千米深的井中作業(yè)，環(huán)境惡劣，受力狀況復(fù)雜。通常情況下，固井工具既要承受拉應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力，也要承受強(qiáng)烈的摩擦和沖擊。同時(shí)，工具也要耐高溫、高壓和CO2、H2S等腐蝕氣體的侵蝕。這就要求井下材料具有良好的綜合性能，既要有強(qiáng)度與韌性的良好匹配，還要具有良好的防腐蝕性能。基于井下工具的使用要求，27CrMoTi鋼是井下固井工具中常用的材質(zhì)。通過采用不同的熱處理工藝，對(duì)比分析27CrMoTi鋼的力學(xué)性能變化。
試驗(yàn)用鋼為27CrMoTi無縫鋼管，名義化學(xué)成分見表1。采用膨脹法結(jié)合金相硬度法測(cè)定試驗(yàn)鋼的CCT曲線。在27CrMoTi無縫管上取得Φ4mm×10mm的試樣，使用DIL805A型膨脹儀進(jìn)行試驗(yàn)。將試樣以20℃/s速度加熱到1000℃，保溫5min，然后以10℃/s的速度冷卻到900℃，試樣保溫20s后分別以0.2、1、2、3、4、10、20和30℃/s的冷速冷卻至室溫，測(cè)得試樣的膨脹量-溫度曲線。
表1??試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Mn
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Cr
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Mo
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Ti
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P
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S
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0.2～0.4
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≤1.0
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0.6～1.5
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0.2～0.5
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0.05～0.25
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≤0.03
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≤0.01
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井下工具需要進(jìn)行合理的熱處理，具備優(yōu)良的綜合力學(xué)性能才能入井使用。在箱式電阻爐中分別將試樣加熱至840℃和870℃進(jìn)行淬火處理，淬火后分別在500、540、580、600、620和640℃進(jìn)行回火處理。將不同工藝下的試樣加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣和沖擊試樣，在CMT-4105型萬能試驗(yàn)機(jī)和JB-30B型沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，使用DMI3000M金相顯微鏡觀察組織變化。結(jié)果表明：
（1）27CrMoTi鋼連續(xù)冷卻過程中，冷速大于1℃/s時(shí)，硬度高于300HV10；冷速達(dá)到30℃/s時(shí)，奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，硬度達(dá)到569HV10。
????（2）隨回火溫度提高，27CrMoTi鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，硬度隨之下降，韌性有明顯提高。
????（3）870℃淬火后的強(qiáng)度明顯高于840℃淬火后的強(qiáng)度，840℃淬火后的塑性、韌性要高于870℃淬火的，且組織中存在未溶鐵素體。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，該鋼合適的熱處理工藝為870℃淬火+640℃回火。
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