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高温回火对4330V钢组织及力学性能的影响

时间:2016-12-27    编辑:黄金城gcgc手机版    浏览:

随着全球各类探矿工程往深部发展和扩孔直径的增加,钻具受力大且复杂,一般选用高淬透性合金调质结构钢。4330V为一种铬镍钼钒钢,调制后具有很高的强度,同时具有良好的塑性和韧性,广泛用于大直径钻具生产。基于4330V合金钢作为探矿领域钻具材料的力学性能要求:抗拉强度在1033MPa以上,硬度高于321HBW,纵向冲击吸取能量KV2≥90J,本工作研究不同的高温回火温度对4330V的组织及力学性能的影响。

实验材料为某大型石油机械退火4330V余料,尺寸为60mm×60mm×125mm,晶粒度为ASTM4.0级,主要成分(wt%)为:0.333C,0.977Cr,2.45Ni,0.469Mo,0.0902V,0.212Si,0.559Mn,0.0054P,0.0015S。4330V试样奥氏体加热温度为880℃,保温2h油冷,淬火后试样分别进行560、590、620、650℃回火,保温2h水冷。依照GB/T2975在条钢的相应位置切取拉伸试样、冲击试样。按GB/T228标准进行拉伸试验;按GB/T229标准进行冲击试验。依照GB/T231-2012标准在DHB-3000型布氏硬度计上进行硬度测量,钢球直径10mm,压力29.4kN,保持荷载15s。金相试样经预磨、抛光、3%硝酸酒精溶液腐蚀10~15s后,在AE2000MET倒置金相显微镜下观察组织形貌。

结果表明,4330V钢经880℃油淬560~650℃回火后的组织均为回火索氏体+片状或块状铁素体+碳化物;4330V钢在620℃回火后具有优良的强韧性匹配;560℃回火后,室温强度和布氏硬度达到最大,冲击吸取能量测量则最低,而650℃回火后则反之。随着回火温度升高,4330V钢的抗拉强度、屈服强度、硬度逐渐下降,冲击吸取能逐渐升高。综合考虑材料的强度与塑性,4330V钢经过560~650℃高温回火后,620℃为4330V作为矿用大直径特种钻具材料的最优回火温度。

  
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