С увеличением срока эксплуатации нефтяных месторождений в Китае, разработкой морских месторождений нефти и газа и продвижением технологии добычи нефти и газа под высоким давлением среда эксплуатации насосных штанг развивается в направлении все более тяжелых глубоких скважин и коррозии. . Постоянно происходят аварии из-за разрушения штанг из широко используемых в настоящее время материалов 20CrMo, 30CrMo и 35CrMo, что серьезно влияет на добычу нефти, увеличивает затраты на капитальный ремонт скважин и увеличивает себестоимость сырой нефти. Поэтому к прочности и коррозионной стойкости катанной стали выдвигаются более высокие требования. Исследователи разработали низкоуглеродистую хромистую сталь (износостойкая пластина 9Cr), массовая доля Cr около 9%, это содержание выше, чем в атмосферостойкой стали и ниже, чем в нержавеющей стали, чтобы обеспечить одновременно хорошие механические свойства и коррозионную стойкость. время, может эффективно снизить производственные затраты. Влияние скорости охлаждения и температуры аустенизации на износостойкую пластину 9Cr было обобщено путем изучения правила фазового перехода при разных скоростях охлаждения, а также микроструктуры и механических свойств при разных температурах аустенизации, что послужило ориентиром для заданного процесса термообработки на будущее. производство этого нового типа насосной штанги.
Износостойкую пластину для испытания выплавили в вакуумной индукционной печи массой 25 кг, а отлитую заготовку выдержали при температуре 1200 градусов в течение 1 часа, а затем выковали в стальной стержень диаметром 25,4 мм×2 м. . Конечная температура ковки составляла 900 градусов, а после ковки воздух охлаждался до комнатной температуры. Проверяли химический состав отпуска (массовая доля, %): C0.082, Cr9.140, Si0.230, Mn0.150, P0.005, S0.002.
Отрежьте образец термического расширения от износостойкой пластины и быстро нагрейте образец термического расширения до 860 градусов за время нагрева 100 с. После 5-минутной выдержки температура снижается до температуры Ac3 в течение 5 с. Затем исследуемую сталь непрерывно охлаждали до комнатной температуры при {{10}}.03, 0,06, 0,14, 0,28, 0,81, 1,62, 4,05, 8,10 и 16,2 град/с соответственно. По кривой термического расширения тангенциальным методом определяли температуру фазового перехода исследуемой стали при различных скоростях охлаждения, а кривую перехода при непрерывном охлаждении получали совмещением металлографических и твердомерных испытаний. По закону фазового превращения оценена эволюция тканей носовых точек. Стальные стержни нагревали до 860 градусов и 1000 градусов соответственно для аустенитной обработки в течение 20 минут, затем охлаждали на воздухе до комнатной температуры и, наконец, нагревали до 200 градусов и отпускали в течение 1 часа. Микроструктура и механические свойства износостойкой пластины 9Cr при различных температурах термообработки были изучены методами OM, SEM, TEM, XRD и сравнения растяжения при комнатной температуре.
Результаты показывают, что с увеличением скорости охлаждения износостойкая пластина 9Cr претерпит фазовый переход феррит/перлит и фазовый переход бейнит, а критическая скорость охлаждения мартенситного фазового перехода составляет 1,6 градуса/с. После термообработки при температуре 860 микроструктура износостойкой пластины 9Cr представляет собой реечный бейнит/мартенсит и небольшое количество эквиаурального феррита с 4% остаточного аустенита. Когда температура аустенитизации повышается до 1000 градусов, размер аустенитного зерна увеличивается, феррит в износостойкой пластине 9Cr почти исчезает, и характеристики ламелей становятся более очевидными. Механические свойства в основном такие же, как и после термообработки при температуре 860, и оба соответствуют требованиям к стержневой стали класса HL, что указывает на то, что износостойкая пластина из 9Cr имеет широкий диапазон температур аустенизации.
