机械式随钻震击器新材料卡瓦力学性能的研究

摘要

针对国内企业所生产的机械式随钻震击器卡瓦部件整体强韧性差、寿命短等问题，本文基于企业产品实践与理论研究，以机械式随钻震击器卡瓦部件为研究对象，对卡瓦的选材以及热处理工艺进行研究，其目的主要是通过新材料，超细化晶粒热处理新工艺，提高卡瓦的强韧性和使用寿命，达到国外卡瓦水平，替代国外卡瓦，促进国内石油机具行业的发展。
　　研究结果表明：自行研制的试验钢经950℃两次淬火，400-600℃不同温度回火处理，组织有较大差异。回火温度为400-500℃时，回火组织主要回火屈氏体；回火温度为500-600℃时，回火组织主要为回火索氏体。随着回火温度的升高，强度逐渐降低并且硬度基本保持不变，而冲击韧性逐步提高，从69J提高到82J。碳化物的形貌和分布是影响试验钢强韧性的关键性因素，试验钢在500℃左右回火时，回火组织中的合金碳化物呈弥散分布，故具有良好的综合力学性能。另外，通过对试验钢进行渗碳表面改性处理，可以改变其表面的应力分布及提高疲劳寿命，疲劳源由表面缺陷处向次表面移动；在0.43σb应力幅作用下，表面渗碳试样比未渗碳试样的疲劳寿命提高约31%，二者数量级均为105。表面渗碳试样和未渗碳试样拉-压（R=-1）疲劳极限在0.40-0.43σb之间。

目录

第一章绪 论

1.1研究背景

1.2震击器的分类

1.3机械式随钻震击器研究现状

1.4关于震击器材料的研究

1.5本文主要研究内容、目的及意义

第二章 实验材料与方法

2.1技术路线

2.2试验钢热处理工艺

2.3显微组织分析

2.4合金性能测试

2.5高周疲劳实验

2.6渗碳处理

2.7试样表层残余应力测定

第三章 热处理工艺对钢性能的影响

3.1引言

3.2热处理工艺对钢组织的影响

3.3热处理工艺对钢的力学性能的影响

3.4本章小结

第四章 渗碳处理对材料疲劳寿命的影响

4.1引言

4.2渗碳处理后的疲劳寿命

4.3渗碳对钢残余应力及组织的影响

4.4疲劳断口形貌特征

4.5本章小结

第五章 国内外卡瓦材料性能对比及卡瓦组装实验

5.1引言

5.2国内外卡瓦材料成分与组织分析

5.3国内外卡瓦力学性能对比

5.4国内外卡瓦材料冲击微观断口分析

5.5对国内外卡瓦组装实验的探讨

5.6 本章小结

第六章 结 论

参考文献

致谢

附录

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