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37CrMnMo是一种热加工性能优异的中碳合金钢,具有良好的淬透性和回火稳定性,经热处理后具有较高的强度和耐性,在石油钻具等方面得到了广泛的应用,该产品往往需要在杂乱的工况条件下工作,需接受各种杂乱的交变载荷,要求其具有良好的抗扭和抗冲击等力学性能。本文研讨了惯例热处理工艺和深冷处理工艺对钻具资料37CrMnMo的安排及力学性能的影响。首要经过正交试验建立淬火温度、淬火保温时刻、回火温度和回火保温时刻与力学性能之间的回归方程,由回归方程结合石油钻具力学性能要求推算出优热处理工艺参数为淬火温度890℃、淬火保温时刻50min、回火温度580℃、回火保温时刻60min,调质处理后资料微观安排为晶粒细微、分布均匀、排列严密的具有马氏体位向的回火索氏体,基体上弥散析出细微的碳化物;资料力学性能为改变强度951.9MPa、冲击功51.0J、宏观硬度37.9HRC、抗拉强度1218.9MPa、屈从强度1161.1MPa,较石油钻具力学性能要求有很大提高。其次研讨了深冷保温时刻和深冷次数对37CrMnMo钢安排及力学性能的影响规则,并对比调质处理和深冷处理后资料的安排和力学性能。结果表明:跟着深冷保温时刻的添加,粗大碳化物先削减后添加,微细碳化物先添加后基本不变,深冷保温时刻为16h时,粗大块状碳化物改变为细微的趋于球状的碳化物,弥散析出的微细碳化物数量多且分布为均匀;深冷次数为3次时,晶粒尺寸均匀且细化,安排致密,基体内和晶界上弥散析出微细碳化物数量多,较大的块状碳化物改变为较小的趋于球状的碳化物,且分布愈加均匀。深冷保温时刻和深冷次数对37CrMnMo钢的冲击耐性影响大,深冷4h时资料冲击功为80J,较调质处理提高了56.9%,深冷3次时,资料冲击耐性好,其冲击功为88.2J,较调质处理提高了72.9%;深冷保温时刻和深冷次数对改变强度、硬度、抗拉强度和屈从强度的影响均不大。后探索了37CrMnMo钢的深冷强化机理,研讨结果表明:深冷处理时极大的过冷度促进残留奥氏体向马氏体改变,一起在液氮温度下资料晶格收缩迫使微细碳化物的析出,促进晶粒细化;较大碳化物碎化发生细微碳化物,低温下碳原子和合金元素集合在深冷降温时发生的位错和空位等缺点附近,随后向室温康复时构成大量的微细碳化物;微细碳化物温度回升时会在缺点、晶界处扩散、集合并长大构成较大的碳化物。
37CrMnMo资料因具有杰出归纳力学性能、耐腐蚀和耐磨等特性,被广泛应用于石油钻杆的制作,因而,37CrMnMo资料的锻造工艺研究尤为重要。本文以石油钻杆为载体,选用数值模仿和物理试验相结合的办法对37CrMnMo资料的亚热锻工艺进行体系的理论和试验研究。本文经过树立37CrMnMo资料的加工图,挑选适宜的变形温度和应变速率。可知在热锻温度规模和亚热锻温度规模内都存在可加工温度区域,而选用亚热锻工艺可削减在成形进程中产生的氧化皮而提高37CrMnMo资料的流动性能,削减表面皱折缺陷。运用正交法,对石油钻杆端部加厚成形进程进行数值模仿,选取变形温度、凸模进给速度及摩擦系数三个因素,剖析不同工艺参数对大温度梯度、大等效应力、大等效应变、模具磨损量以及大载荷的影响,终究确定优工艺计划,确定在亚热锻温度规模内能获得较好质量的锻件,同时经过石油钻杆加厚成形进程的物理试验验证其数值模仿成果。主要内容和成果如下:1、经过等温热压缩试验,制作出实在应力-应变曲线,变形温度为750~1200℃,应变速率为0.001~10s~（-1）。同时经过Matlab软件树立37CrMnMo资料的热加工图,并从微观机理上剖析了37CrMnMo资料的热变形行为
37CrMnMo是一种热加工性能优异的中碳合金钢,具有良好的淬透性和回火稳定性,经热处理后具有较高的强度和耐性,在石油钻具等方面得到了广泛的应用,该产品往往需要在杂乱的工况条件下工作,需接受各种杂乱的交变载荷,要求其具有良好的抗扭和抗冲击等力学性能。本文研讨了惯例热处理工艺和深冷处理工艺对钻具资料37CrMnMo的安排及力学性能的影响。首要经过正交试验建立淬火温度、淬火保温时刻、回火温度和回火保温时刻与力学性能之间的回归方程,由回归方程结合石油钻具力学性能要求推算出优热处理工艺参数为淬火温度890℃、淬火保温时刻50min、回火温度580℃、回火保温时刻60min,调质处理后资料微观安排为晶粒细微、分布均匀、排列严密的具有马氏体位向的回火索氏体,基体上弥散析出细微的碳化物;资料力学性能为改变强度951.9MPa、冲击功51.0J、宏观硬度37.9HRC、抗拉强度1218.9MPa、屈从强度1161.1MPa,较石油钻具力学性能要求有很大提高。其次研讨了深冷保温时刻和深冷次数对37CrMnMo钢安排及力学性能的影响规则,并对比调质处理和深冷处理后资料的安排和力学性能。结果表明:跟着深冷保温时刻的添加,粗大碳化物先削减后添加,微细碳化物先添加后基本不变,深冷保温时刻为16h时,粗大块状碳化物改变为细微的趋于球状的碳化物,弥散析出的微细碳化物数量多且分布为均匀;深冷次数为3次时,晶粒尺寸均匀且细化,安排致密,基体内和晶界上弥散析出微细碳化物数量多,较大的块状碳化物改变为较小的趋于球状的碳化物,且分布愈加均匀。深冷保温时刻和深冷次数对37CrMnMo钢的冲击耐性影响大,深冷4h时资料冲击功为80J,较调质处理提高了56.9%,深冷3次时,资料冲击耐性好,其冲击功为88.2J,较调质处理提高了72.9%;深冷保温时刻和深冷次数对改变强度、硬度、抗拉强度和屈从强度的影响均不大。后探索了37CrMnMo钢的深冷强化机理,研讨结果表明:深冷处理时极大的过冷度促进残留奥氏体向马氏体改变,一起在液氮温度下资料晶格收缩迫使微细碳化物的析出,促进晶粒细化;较大碳化物碎化发生细微碳化物,低温下碳原子和合金元素集合在深冷降温时发生的位错和空位等缺点附近,随后向室温康复时构成大量的微细碳化物;微细碳化物温度回升时会在缺点、晶界处扩散、集合并长大构成较大的碳化物。
37CrMnMo钢热加工功能优异，具有良好的淬透性，回火稳定性好，其热处理后具有良好的强韧性和低温冲击功能，在石油钻具方面得到了广泛的使用。石油钻具主要用于传递动力，输送泥浆，在与井壁冲突碰撞的恶劣条件下工作，常处于改变应力，抗压交变应力，弯曲应力的复合作用状况。石油钻具是整个钻井设备与工具中单薄的环节，因为裂纹开展致穿孔或彻底断裂时有发生。试验测得当前热处理后资料的改变强度未750MPa，硬度为32HRC,抗拉强度为950MPa，屈从强度为840MPa，冲击功为90J。为了应对愈加恶劣的石油挖掘环境，有必要进一步改进资料的力学功能
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