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G105高強度石油鉆桿材料26CrMo低溫鋼化學成分力學性能
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-09-19
G105鉆桿是目前使用量最大的高強度鉆桿之一。本文分析了G105鉆桿材料26CrMo鋼在低溫環境下的組織和力學性能變化，希望能夠為低溫鉆桿材料的使用和研發提供一定的參考。
深海油氣資源十分豐富，隨著陸地和淺海重大油氣田發現數量的減少，深海以及冰川等低溫環境下的油氣開采前景樂觀，具有重大的現實意義。金屬材料在低溫環境中服役往往會發生低溫脆性斷裂，尤其是高強度材料的韌脆轉變溫度較高，即使在溫度不是很低的環境下，也可能發生低應力脆斷。根據國內統計資料表明，鉆桿失效將引起巨大的經濟損失，處理鉆桿失效事故的花費和直接經濟損失相當可觀，研究如何有效防止鉆桿在低溫環境下發生低應力脆斷具有重要的現實意義。低溫環境的油氣資源開發對鉆桿的低溫性能提出嚴苛要求，為防止材料發生低應力脆斷，必須研究材料的低溫性能。目前評價材料低溫脆性的常用方法是系列溫度沖擊試驗，該方法可以找到工程脆性破壞與材料低溫沖擊韌度之間的經驗關系，某些低溫脆性評定指標就是由沖擊試驗方法獲得的。
G105鉆桿是目前使用量最大的高強度鉆桿之一。本文分析了G105鉆桿材料26CrMo鋼在低溫環境下的組織和力學性能變化，希望能夠為低溫鉆桿材料的使用和研發提供一定的參考。
實驗材料取自G105鉆桿管體，材質為調質處理過的26CrMo，其化學成分（質量分數，%）分別為0.231C，0.972Cr，0.2396Si，0.1556Mo，1.1609Mn，0.0428Ni，0.0105P，0.009V，0.0013S，97.1301Fe。常溫下的屈服強度為786MPa，抗拉強度為847MPa，斷后伸長率為31.0%，沖擊韌度為241.1J·cm-2，洛氏硬度為30.3HRC。將經過調質處理后的26CrMo鋼加工成標準拉伸、沖擊試樣，采用CDW-60沖擊試驗低溫槽(GB\T299)分別對試樣進行-40、-50、-60℃保溫處理，保溫時間均為240min。CDW-60沖擊試驗低溫槽(GB\T299)溫度為室溫～-60℃，精度為±0.5℃，功率為1.5kW，冷槽體積：120mm×120mm×80mm(深)，電源電壓：AC220V±10%，50Hz。
在研究的溫度范圍內，隨實驗溫度的降低，G105鉆桿材料的抗拉強度較室溫略有升高，但屈服強度和硬度明顯升高，沖擊韌度降低。引起材料力學性能變化的主要原因是馬氏體組織的出現及其分布。在低溫環境下，26CrMo鋼發生了奧氏體向馬氏體的轉變，同時發生了碳化物的重新分布。G105鉆桿材料宏觀斷口的斷裂形式屬于韌性斷裂。隨溫度的降低，表征材料韌性的纖維區的比例逐步降低，而表征材料脆性的放射區的比例逐步增加，這表明材料的韌性下降，脆性增加。
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