CrMnMo空冷耐磨钢调质处理的组织与性能的研究.pdf

第 卷第 期 煤 炭 学 报 年 月 文章编号： （ ） 空冷耐磨钢调质处理的组织与性能的研究 刘金国 ，于淑政 ，龚建宇 ，王 琦 （ 煤炭科学研究总院 测试中心，北京 ； 河北建筑科技学院 机械工程系，河北 邯郸 ） 摘 要：为了实现以 空冷耐磨钢作为新型极硬岩石反井破岩滚刀刀体材料的设计，对 空冷耐磨钢调质处理的组织与性能进行了研究 通过研究，搞清了 空冷耐磨钢 在调质处理时的显微组织、断口形貌及淬火加热奥氏体化温度；从根本上解决了 空冷耐 磨钢的力学性能??耐磨性、硬度与回火温度的关系等关键技术问题 与中硬岩石破岩滚刀刀体材 料 相比，在硬度相当的条件下，冲击韧性提高了 ，耐磨性提高了 ，较好 地解决了新型极硬岩石反井破岩滚刀使用寿命低的技术难题 关键词： 空冷耐磨钢；调质处理；组织；力学性能 中图分类号： ； 文献标识码： 随着反井钻井技术的不断发展和技术进步，其服务领域也由煤炭行业逐步拓展到了水电和有色金属行 业，反井钻井施工所钻凿岩石的岩性也由沉积岩逐步拓展到了火成岩 该类岩石结构致密，硬度、强度 高，单轴抗压强度一般为 ，属硬或极硬岩石 这样，在沉积岩中使用且具有较高使用寿命 的中硬岩破岩滚刀，由于在刀体材料、主轴结构、刀齿布置等方面无法满足硬及极硬岩石的破岩工况要 求，因此，在实际施工中破岩滚刀突出表现为刀体大量掉块、过度磨损、刀齿脱落，使用寿命很低，一般 平均为 把 这不仅大大提高了工程成本，加大了工程风险，而且严重制约了反井钻井技术在火 成岩地层中施工的进一步发展和推广 为了解决这一关键技术问题，笔者提出并开发了与目前国产反井钻 机相配套的硬及极硬岩石反井破岩滚刀 根据破岩滚刀在硬及极硬岩石条件下的失效形式与特点，在借鉴 中硬岩石反井镶齿滚刀结构的基础上，提出了以 空冷耐磨钢作为新型滚刀壳体材料的设计思想， 并对 空冷耐磨钢的热处理工艺、显微组织与力学性能进行研究，使其满足硬及极硬岩石条件下的 破岩工况要求 ! 空冷耐磨钢调质处理的组织与性能的研究 新型硬及极硬岩石反井镶齿盘型破岩滚刀刀体材料的组织与性能，直接影响滚刀的使用寿命，为了满 足极硬岩石破岩工况的要求，其刀体材料与中硬岩石滚刀刀体材料 相比在硬度相当的条件 下，冲击韧性、耐磨性应有大幅提高 为了实现这一目标，对 空冷耐磨钢的热处理工艺、显微组 织、断口形貌与力学性能进行了研究 !# ! 空冷耐磨钢淬火加热奥氏体化温度的确定 由文献［ ］的研究成果可知： 空冷钢的临界点 为 ，在 以上选择 ， ， ， 及 五个奥氏体化温度进行试验，奥氏体化加热时间均为 ，采用空冷及油冷 种冷 却方式进行淬火，在