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高溫回火對4330V鋼組織及力學(xué)性能的影響

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

隨著全球各類探礦工程往深部發(fā)展和擴(kuò)孔直徑的增加,鉆具受力大且復(fù)雜,一般選用高淬透性合金調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。4330V為一種鉻鎳鉬釩鋼,調(diào)制后具有很高的強(qiáng)度,同時具有良好的塑性和韌性,廣泛用于大直徑鉆具生產(chǎn)。基于4330V合金鋼作為探礦領(lǐng)域鉆具材料的力學(xué)性能要求:抗拉強(qiáng)度在1033MPa以上,硬度高于321HBW,縱向沖擊吸收能量KV2≥90J,本工作研究不同的高溫回火溫度對4330V的組織及力學(xué)性能的影響。

實驗材料為某大型石油機(jī)械退火4330V余料,尺寸為60mm×60mm×125mm,晶粒度為ASTM4.0級,主要成分(wt%)為:0.333C,0.977Cr,2.45Ni,0.469Mo,0.0902V,0.212Si,0.559Mn,0.0054P,0.0015S。4330V試樣奧氏體加熱溫度為880℃,保溫2h油冷,淬火后試樣分別進(jìn)行560、590、620、650℃回火,保溫2h水冷。依照GB/T2975在條鋼的相應(yīng)位置切取拉伸試樣、沖擊試樣。按GB/T228標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拉伸試驗;按GB/T229標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊試驗。依照GB/T231-2012標(biāo)準(zhǔn)在DHB-3000型布氏硬度計上進(jìn)行硬度測量,鋼球直徑10mm,壓力29.4kN,保持荷載15s。金相試樣經(jīng)預(yù)磨、拋光、3%硝酸酒精溶液腐蝕10~15s后,在AE2000MET倒置金相顯微鏡下觀察組織形貌。

結(jié)果表明,4330V鋼經(jīng)880℃油淬560~650℃回火后的組織均為回火索氏體+片狀或塊狀鐵素體+碳化物;4330V鋼在620℃回火后具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性匹配;560℃回火后,室溫強(qiáng)度和布氏硬度達(dá)到最大,沖擊吸收能量測量則最低,而650℃回火后則反之。隨著回火溫度升高,4330V鋼的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度逐漸下降,沖擊吸收能逐漸升高。綜合考慮材料的強(qiáng)度與塑性,4330V鋼經(jīng)過560~650℃高溫回火后,620℃為4330V作為礦用大直徑特種鉆具材料的最優(yōu)回火溫度。

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