普通钻铤技术参数

普通钻铤技术参数

机械性能(钻铤）

外径OD

屈服强度 0.2 Mpa 抗拉强度b Mpa 伸长率 4% 布氏硬度HB 夏比冲击功AKVJ mm in inch

79.4-171.4 3 1/8-6 3/4 ≥758 ≥965

≥13285-341 ≥54

177.8-279.4 7-11 ≥689≥930

螺纹连接部位应力分散槽

钻铤螺纹类型内螺纹台肩面至后

一牙长度±1.59mm 内螺纹圆柱段直径

D cb

+0.40,-0

mm

内螺纹圆柱段

后的锥孔锥度

±20.83

mm/m

外螺纹槽直径D G+0,

+0

-0.79

mm

可替代内螺纹台肩

面至力分散槽长度

L RG

+0

-3.18

mm

NC35 82.6 82.15 166.67 82.15 85.73

NC38(3 1/2IF) 88.9 88.11 166.67 89.30 92.08 NC44 101.6 101.60 166.67 106.36 104.78 NC46(4IF) 101.6 106.76 166.67 109.93 104.78

NC50(4 1/2IF) 101.6 117.48 166.67 120.65 104.78 NC56 114.3 121.84 250.00 134.14 117.48

NC61 127.0 132.95 250.00 149.25 130.18

NC70 139.7 152.00 250.00 171.05 142.88

6 5/8REG 114.3 134.14 166.6

7 137.72 117.48

7 5/8REG 120.7 133.35 250.00 162.72 123.83

8 5/8REG 123.8 149.25 250.00 184.94 127.00

注：NC23、26、31与2 3/8IF螺纹因壁薄而不带连接部位应力分散模槽

公司为优化钻铤原材料供应,新采用了M公司的 4 14 5 H钢材进行 2

0 3mm石油钻铤的生产。第一批5支钻铤(每支尺寸:外径2 0 3mm、内径76 mm、长95 0 0 mm)在工频调质热处理(喷淋水淬火)之后发现其中2支因热处理裂纹而报废。因该产品每支价值2万余元,报废后损失大,该公司立即组织人员进行了分析。经分析判定,裂纹系工频热处理工艺不当造成。工艺改进后,再对M公司供应的 4 14 5 H钢材其余15支进行热处理,全部合格。现就其 2 0 3mm 4 14 5 H钻铤热处理裂纹进行分析。1理化分析(1)宏观分析裂纹起源于钻铤内表面,沿轴向长约85 0 mm,沿径向有分叉,分叉裂纹几乎穿透钻铤壁厚。(2 )化学分析从钻铤裂纹处取样经直读光谱仪和碳硫仪分析,其化学成分见表1。(3)金相分析从裂纹附近取样,按GB10 5 6 1- 89评定其非金属夹杂物为:A1.5、B1.0、C1.0、D1.0 ;按GB6 394 - 86评定材料的晶粒度为7.5级;钻铤近外表表1化学成分分析结果 C Si Mn P S Cr Mo Ni V Ti Cu该钻铤0 .480 .34 1 .0 7 0 .0 1 4 0 .0 1 5 1 .2 1 0 .1 90 .0 72 0 .0 0 70 .0 1 5 0 .0 4世界钢号手册41 4 5H 0 .42～0 .490 .2 0～0 .35 0 .65～1 .1 0 <0 .0 35 <0 .0 4 0 0 .75～1 .2 0 0 .1 5～0 .2 5 / / / <0 .35面的组织为回火索氏体,近内表面的组织为回火索氏体加少量铁素体。主裂纹较粗,主裂纹两侧有细小的次生裂纹,裂纹尾端尖细,沿晶扩展,裂纹尖端有灰色氧化物,见图1。裂纹两侧组织为回火索氏体。图1主裂纹两侧次生裂纹特征16 0×2力学性能试验沿钻铤纵向取拉伸试样和冲击试样按试验方法要求<1>试验,并取全截面硬度试样进行布氏硬度试验。其结果,σb、σ0 .2 、δ4、Ak V 均达到相应标准要求<1> ;布氏硬度(HB)试验结果为:近内表面30 4 ,30 9,30 9;近外表面30 2 ,30 2 ,30 6。3裂纹原因分析钻铤裂纹源于内孔表面,主要沿钻铤轴向分布,且裂纹沿晶分布;由宏观分析知,裂纹打开断面具有浅灰色的回火特征,这表明钻铤裂纹属淬火裂纹;金相分析表明,从

钻铤外表面到内孔表面的金相组织为回火索氏体及回火索氏体加少量铁素体(调质态) ,内外表面布氏硬度相近,说明其已淬透。在工件淬火冷却到Ms点以下时,因马氏体相变产生相变应力,在这个区域工件冷速越大,相变应力越大,表层拉应力越高<2 > 。当表面的切向拉应力比轴向拉应力大,而且超过钢的破断抗力时,便可形成由内表面向内部的纵向裂纹。可见,淬火介质冷却能力太强是导致淬火开裂的主要原因。4采取措施根据IIM公式<3 > :C当量=C+ Mn6 + Si2 O+ Cr5 + Mo5 + Ni10 + V14可计算出此批钻铤的碳当量及世界钢号手册中给出的 4 14 5 H的碳当量范围:C该钻铤当量=0 .972 5 ;4 14 5 H钢C414 5H最大当量=0 .9933,C414 5H最小当量=0 .72 5 8。可知,该钻铤材料的碳当量(0 .972 5 )接近4 14 5 H钢的最大碳当量0 .9933,其淬透性偏上限,裂纹敏感性大,4 0 0℃以下需缓慢冷却。由此根据该材料的碳当量(与通常4 14 5 H材料的碳当量相比) ,减少其淬火冷却量10 %～12 %。后经验证,这一措施是适当的,可行的。5结论(1)该 2 0 3mm 4 14 5 H钻铤裂纹是由于淬火时在4 0 0℃以下冷速过大造成的。(2 )在钢材调质生产中,当同一牌号材料成分变化较大时,可根据碳当量不同而调整淬火冷却速度,这样可避免产生热处理淬火裂纹。φ203 mm 4145H钻铤热处理裂纹分析裂纹;碳当量;;淬火冷却414 5 H合金钢是目前石油钻铤常用钢种,某公司在优化4 14 5 H钢选材时,发现 2 0 3mm4 14 5 H钻铤热处理裂纹,就此进行了裂纹原因分析。根据分析结果,按碳当量不同采取工艺措施使其不再发生热处理裂纹,实现了4 14 5 H钢材的优化选.

12 渗碳与淬火裂纹进行渗碳的零件,通常采用wC =0 1 %～0 2 5 %的低碳钢。渗碳深度一般为0 5～2mm (根据零件的性能要求而确定) ,渗碳层