钻杆接头用钢37CrMoE的试验研究.pdf

维普资讯 石 油 机 械 2004年 第 32卷 第 11期 CHINAPETR0LEUM MACHINERY 一 3 一 ●试验研 究 钻杆接头用钢 37CrMoE的试验研究 朱建军’ 李保康 (宝鸡石油机械有限责任公 司) 摘要 针对 国产石 油钻杆接 头存在 强韧性配 合不 良的 问题 ，试 验研 究 了钻 杆接 头用钢 37CrMoE。就该钢种的化学成分和冶金质量对材料力学性能的影响、冶金质量对淬透性的影响等 进行 了分析讨论。试验研究表 明：(1)经 880oC正火、860oC淬火、在 530～600oC温度范围内回 火后，37CrMoE钢具有较好的综合力学性能，其强韧性配合满足 SY5290--1991 《石油钻杆接头》 标准 的要求，可替代 40CrNiMoA和 40CrMnMo钢 ； (2)37CrMoE钢的淬透性元素搭配合理 ，有害 元素 s、P等明显减少，夹杂物少且均匀化。这是提高该钢种淬透性及综合力学性能的主要原 因。 关键词 强韧性 冶金质量 力学性能 淬透性 37CrMoE同炉 圆钢，锻制成 ~150mm ×~90mm × 言 500mm 的仿型试样。试验用钢 37CrMoE化学成分 见表 1。 国产石油钻杆接头过去一个时期 曾存在着强韧 表 1 试验用钢 37CrMoE化学成分 ／％ 性配合不 良的问题，在油 田使用中断裂事故时有发 生 。近几年来 ，采用淬透性较强 的40CrNiMoA或 40CrMnMo钢及必要的强化工艺，较好地解决 了这 一 问题。但通常提高钢的合金化程度和强度水平会 导致其可焊性恶化，40CrNiMoA或40CrMnMo钢淬 2．抗 回火性试验 透性高 ，空冷即可产生一定量变形能力较差的马氏 体组织 ，在焊接冷却过程中热影 响区容易产生裂 试样经 880oC ×2h正火 ，860oC ×1．5h油 纹…。生产实际证明，这两种材料 的接头不仅 焊 淬 ，分别在 500、530、560、590、600和 650oC × 接易产生裂纹 ，而且在生产制造过程中，尤其是热 2h回火空冷 ，做抗拉强度、屈服强度、伸长率、 加工过程，工艺要求较高 ，稍有不慎 ，易造成开 断面 收缩率及 冲击韧度 试验 。拉伸试验取 d。= 裂 。为此 ，钻杆接头用钢在保证淬透性和强韧性 的 12．5mm，L。=4d。的美 国 API标 准 试 样 ，按 同时，必须兼顾热加工性和焊接性。笔者对适于钻 GB228--1987 《金属拉伸试验方法》标准进行；冲 杆接头的 37CrMoE钢进行 了综合力学性能研究 ， 击试验取 10mm×10mm×55mm夏 比V形缺 口试 并就化学成分和冶金质量对材料力学性能的影响、 样 ，按 GB229--1994 《金属夏 比缺 口冲击试验方 冶金质量对淬透性的影响等 问题进行 了探讨。 法》标准进行。分析强度、塑性、韧性 随回火 温 度变化的趋势 。 试 验 过 程 3．综合力学性能试验 1．试验用钢及状态