4145H-MOD结构钢调质热处理裂纹分析研究

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作者 白志宇 李志强 +2 位作者 冯卓然 侯华 赵宇宏 《铸造设备与工艺》 2025年第4期56-63,68,共9页

经过调质热处理后,4145H-MOD轴管类零件出现了轴向裂纹。为了分析裂纹产生原因,对裂纹处的样品进行试验表征,并对热处理工艺进行了有限元模拟。结果表明,热处理裂纹为淬火裂纹,因加热不当而导致内外温差和表面脱碳,从而淬火冷却过程中... 经过调质热处理后,4145H-MOD轴管类零件出现了轴向裂纹。为了分析裂纹产生原因,对裂纹处的样品进行试验表征,并对热处理工艺进行了有限元模拟。结果表明,热处理裂纹为淬火裂纹,因加热不当而导致内外温差和表面脱碳,从而淬火冷却过程中内外组织转变不一致,产生热应力和组织应力。在两种应力的复合作用下,零件表面产生裂纹。随后高温回火过程中Cr的氧化物的生长促使裂纹进一步扩展。由于轴管零件竖直放置的残余应力更小,零件外壁不易产生轴向裂纹,同时,较为均匀的淬火工艺能够有效避免淬火裂纹产生。 展开更多

关键词 4145h-MOD 调质热处理 淬火裂纹 数值模拟 应力分布

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4145H石油钻铤钢示波冲击性能研究 被引量：5

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作者 刘飞 曾德智 +3 位作者 施太和 任建 卢亚锋 王沫 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2012年第2期157-160,170,共4页

对4145H钻铤钢纵向取样,研究了不同温度下的示波冲击特性。结果表明,取样钻铤的冲击功值满足《SYT5144-2007钻铤》和《API SPEC7》标准要求,并得出了4145H钻铤钢的冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂... 对4145H钻铤钢纵向取样,研究了不同温度下的示波冲击特性。结果表明,取样钻铤的冲击功值满足《SYT5144-2007钻铤》和《API SPEC7》标准要求,并得出了4145H钻铤钢的冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂纹扩展功以及裂纹扩展功与冲击功的比值随温度的降低而降低。在钻井工程中表现为常温下裂纹在钻铤中扩展速率较慢,钻铤不容易断;低温下裂纹在钻铤中扩展速率较快,钻铤更容易断。该研究成果为合理指导4145H钻铤的生产工艺和现场使用提供了依据,为分析4145H钻铤断裂机理提供了基础实验依据。 展开更多

关键词 4145h钢 石油钻铤 示波冲击 温度 冲击功 裂纹扩展功 钻铤断裂

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4145H钻铤钢的示波冲击性能及其动态断裂韧性 被引量：8

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作者 刘飞 曾德智 +3 位作者 施太和 刁玉宏 任建 土林 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期49-51,104,共3页

针对石油钻井中钻铤断裂以及北方油田在冬季石油钻铤下井起钻之后存在的冷脆现象,通过示波冲击实验,获得了4145H钻铤钢试样在冲击变形和断裂过程中的冲击力—位移曲线,并用实验得到的总冲击功、起裂功来计算其动态断裂韧度。结论认为:41... 针对石油钻井中钻铤断裂以及北方油田在冬季石油钻铤下井起钻之后存在的冷脆现象,通过示波冲击实验,获得了4145H钻铤钢试样在冲击变形和断裂过程中的冲击力—位移曲线,并用实验得到的总冲击功、起裂功来计算其动态断裂韧度。结论认为:4145H钻铤钢的延性断裂韧度和动态断裂韧度均随温度的降低而降低,其冲击功随温度的降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度的降低而升高,裂纹扩展功及其与冲击功的比值随温度的降低而降低。在钻井工程中表现为:常温下裂纹在钻铤中扩展速率较慢,钻铤不容易断裂;低温下裂纹在钻铤中扩展速率较快,钻铤更容易断裂。该研究成果为合理指导4145H钻铤的生产工艺和现场正确使用钻铤提供了实验数据支撑。 展开更多

关键词 4145h石油钻铤钢 钻铤 示波冲击 温度 冲击功 断裂韧性 裂纹扩展速度

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真空热处理对4145H钢H_2S腐蚀行为的影响 被引量：2

4

作者 周雁丰 李伟霄 +3 位作者 谢江 仇伟建 魏守斌 王伟 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第2期148-150,153,共4页

采用室内浸泡腐蚀试验研究了真空热处理对4145H钢抗H2S腐蚀性能的影响,并分析了其影响机理。利用SEM观察了真空热处理和常压热处理后的4145H钢的组织形貌,利用德国zahner电化学工作站,测试了4145H钢在H2S腐蚀环境中的极化曲线和电化学... 采用室内浸泡腐蚀试验研究了真空热处理对4145H钢抗H2S腐蚀性能的影响,并分析了其影响机理。利用SEM观察了真空热处理和常压热处理后的4145H钢的组织形貌,利用德国zahner电化学工作站,测试了4145H钢在H2S腐蚀环境中的极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明,真空热处理及常压热处理后的组织均为回火托氏体。在H2S溶液中浸泡后的试样的腐蚀类型为局部腐蚀,主要为点蚀。真空热处理降低了试样的表面活性,使其腐蚀电流密度减小。4145H钢在H2S溶液中的阳极溶解动力学符合非催化机制,这是其耐H2S腐蚀性能提高的主要原因。 展开更多

关键词 真空热处理 4145h H2S腐蚀

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pH值对4145H钢硫化氢应力腐蚀的影响 被引量：2

5

作者 刘毅 李涛 +1 位作者 王子毓 林高伟 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第8期85-87,共3页

通过分段拉伸方法,研究了4145H钢在p H值为2、3、4、4.2、4.8、5环境中的应力腐蚀敏感性指数。通过SEM观察了试样断裂后的断口形貌。结果表明,4145H钢在试验条件下,对硫化氢应力腐蚀十分敏感,其敏感性指数高于35%。在p H为4.2时出现最大... 通过分段拉伸方法,研究了4145H钢在p H值为2、3、4、4.2、4.8、5环境中的应力腐蚀敏感性指数。通过SEM观察了试样断裂后的断口形貌。结果表明,4145H钢在试验条件下,对硫化氢应力腐蚀十分敏感,其敏感性指数高于35%。在p H为4.2时出现最大值,在p H值为5时出现最小值。通过分析布拜图,p H可影响Cr在腐蚀进程中腐蚀产物的生成,在p H值为2和3时,Cr形成可溶的Cr3+;在p H值为4时,Cr形成可溶性的Cr OH^(2+);在p H值为5时,Cr开始形成可溶性的Cr OH^(2+),但随腐蚀的进行,p H值略有升高,Cr可形成稳定致密的Cr_2O_3,这是导致4145H钢硫化氢应力腐蚀断裂机制改变的原因。 展开更多

关键词 4145h 硫化氢应力腐蚀 断口形貌

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稀土Ce对4145H钢热轧过程再结晶行为的影响 被引量：1

6

作者 郭瑞华 刘方升 +2 位作者 王林敏 付月英 方琪 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期133-138,共6页

利用Gleeble-1500D型热模拟试验机对3种不同稀土Ce含量(0、0.012%和0.020%,mass fraction,%)的4145H钢进行单道次和双道次压缩实验,研究稀土对4145H钢再结晶行为影响。结果表明:单道次压缩,变形温度1050℃,变形速率为0.1s-1时3种实验钢... 利用Gleeble-1500D型热模拟试验机对3种不同稀土Ce含量(0、0.012%和0.020%,mass fraction,%)的4145H钢进行单道次和双道次压缩实验,研究稀土对4145H钢再结晶行为影响。结果表明:单道次压缩,变形温度1050℃,变形速率为0.1s-1时3种实验钢发生动态再结晶型软化。双道次压缩实验,得出稀土含量为0、0.012%和0.020%的4145H钢奥氏体再结晶区分别在1050、1050和980℃以上;部分再结晶区分别在980℃到1050℃、900℃到1050℃及900℃到980℃之间;未再结晶区分别在980、900及900℃以下;加入稀土,提高变形温度、变形速率,增加间隙时间、变形量及减小初始奥氏体晶粒尺寸均提高了4145H钢静态再结晶体积分数;同时建立了3种实验钢的静态再结晶模型。 展开更多

关键词 4145h钢 稀土Ce 再结晶 静态再结晶模型

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超级13Cr油钻杆与4145H钻铤的电偶腐蚀测试 被引量：1

7

作者 王春生 曾德智 +3 位作者 施太和 蔡光林 张明辉 陶赟 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第9期999-1002,共4页

针对致密性气藏氮气钻完井一体化管柱中超级13Cr油钻杆和4145H钻铤螺纹连接的电偶腐蚀问题,模拟工程实际管柱结构,设计出超级13Cr不锈钢和4145H碳钢的螺纹连接电偶腐蚀试样,利用高温高压釜模拟井下腐蚀工况,在CO2分压为1.75 MPa,总压为3... 针对致密性气藏氮气钻完井一体化管柱中超级13Cr油钻杆和4145H钻铤螺纹连接的电偶腐蚀问题,模拟工程实际管柱结构,设计出超级13Cr不锈钢和4145H碳钢的螺纹连接电偶腐蚀试样,利用高温高压釜模拟井下腐蚀工况,在CO2分压为1.75 MPa,总压为35 MPa,温度分别为90℃和110℃条件下进行了高温高压腐蚀测试。通过腐蚀失重、扫描电镜(SEM)和EDS分析测试,得出了模拟井底工况下13Cr油钻杆材质和4145H钻铤材质螺纹连接后的电偶腐蚀情况。实验结果表明:模拟工况下,超级13Cr和4145H偶合腐蚀后,超级13Cr无明显腐蚀特征;在13Cr与4145H连接处,因电位差和缝隙加速了4145H材质的腐蚀;110℃条件下,4145H在气相中的腐蚀速率为0.181 1mm/a,由于钻铤壁厚大、腐蚀余量宽,选用4145H碳钢钻铤能满足生产需求,具有较好的经济适用性。研究成果在塔里木致密气藏氮气钻完井管柱设计中得到应用。 展开更多

关键词 氮气钻井 超级13Cr钻杆 4145h钻铤 电偶腐蚀 腐蚀速率 腐蚀产物膜

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Ce对4145H钻铤钢组织及性能的影响研究 被引量：2

8

作者 郭瑞华 刘方升 王林敏 《稀土》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期79-87,共9页

以Ce含量分别为0、1.20×10^(-4)和2.0×10^(-4)的3种4145H钻铤钢为实验材料,锻造后进行不同工艺热处理、测量硬度,研究Ce对4145H钢组织及硬度的影响,并制定合理热处理工艺对3种实验钢进行热处理后测量室温冲击性能。结果表明,... 以Ce含量分别为0、1.20×10^(-4)和2.0×10^(-4)的3种4145H钻铤钢为实验材料,锻造后进行不同工艺热处理、测量硬度,研究Ce对4145H钢组织及硬度的影响,并制定合理热处理工艺对3种实验钢进行热处理后测量室温冲击性能。结果表明,加入Ce后,退火组织、淬火组织及高温回火组织均得到了细化,且Ce含量越高细化作用越明显,但4145H钢的退火硬度、淬火硬度及高温回火硬度均降低,当Ce含量为1.20×10^(-4)时,退火硬度和淬火硬度最低。室温冲击实验结果表明随着Ce含量的增加,4145H钻铤钢的室温冲击性能不断提高,Ce含量为2.0×10^(-4)时冲击性能最好,和不加Ce的实验钢相比其冲击功由85.38 J提高到98.06 J,提高了14.9%。 展开更多

关键词 4145h钻铤钢 CE 再结晶 热处理 冲击韧性

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真空热处理下4145H钻铤钢H_2S腐蚀行为研究 被引量：1

9

作者 李伟霄 李涛 +2 位作者 谢江 仇伟建 鞠向明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第22期38-40,43,共4页

研究了真空热处理条件下4145H钻铤钢在饱和H2S溶液中的腐蚀行为,通过SEM观察组织形貌及腐蚀断面形貌,通过电化学工作站测试了极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明,真空热处理后4145H钢的组织为回火托氏体;在饱和H2S溶液中浸泡后的腐蚀类... 研究了真空热处理条件下4145H钻铤钢在饱和H2S溶液中的腐蚀行为,通过SEM观察组织形貌及腐蚀断面形貌,通过电化学工作站测试了极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明,真空热处理后4145H钢的组织为回火托氏体;在饱和H2S溶液中浸泡后的腐蚀类型主要是点蚀;真空热处理后4145H钢的电化学腐蚀开始为钝化腐蚀,随后转化为活化控制。 展开更多

关键词 真空热处理 4145h钢 极化曲线 阻抗谱

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钻铤钢(AISI4145H)深孔加工试验研究 被引量：1

10

作者 廖结安 刘新英 白宝宝 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第3期98-100,共3页

AISI4145H钻铤用钢在石油天然气工程中用于制造油田钻井工具石油钻铤,随着我国石油天然气工业的不断发展,对钻铤钢的需求呈逐步上升趋势;针对AISI4145H钻铤用钢在深孔加工中的难点,展开试验研究,通过试验的方法,寻求高效可靠的钻铤钢(AI... AISI4145H钻铤用钢在石油天然气工程中用于制造油田钻井工具石油钻铤,随着我国石油天然气工业的不断发展,对钻铤钢的需求呈逐步上升趋势;针对AISI4145H钻铤用钢在深孔加工中的难点,展开试验研究,通过试验的方法,寻求高效可靠的钻铤钢(AISI4145H)深孔加工方法。 展开更多

关键词 深孔加工 钻铤 AISI4145h 试验

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φ203 mm 4145H钻铤热处理裂纹分析 被引量：2

11

作者 尹宝俊 黎晓华 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2003年第6期46-46,49,共2页

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... 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钢材的优化选择。 展开更多

关键词 4145h 裂纹 碳当量 淬火冷却

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正交法研究4145H钢退火工艺

12

作者 郭瑞华 刘方升 王林敏 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第16期168-170,共3页

为了得到更加合理的4145H钢退火工艺,改善组织,调整硬度,利用正交试验的方法,研究影响其硬度的因素,并观察其退火后的组织。得到最佳退火工艺为:轧制一道次变形量为25.57%、退火温度760℃、保温8 h并以箱冷冷却。该退火工艺所得组织为... 为了得到更加合理的4145H钢退火工艺,改善组织,调整硬度,利用正交试验的方法,研究影响其硬度的因素,并观察其退火后的组织。得到最佳退火工艺为:轧制一道次变形量为25.57%、退火温度760℃、保温8 h并以箱冷冷却。该退火工艺所得组织为碳化物分布均匀的粒状珠光体,满足生产要求。 展开更多

关键词 正交试验法 4145h钢 退火工艺 组织

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石油钻铤用4145H热轧圆钢用Φ600 mm圆坯加热装炉优化 被引量：1

13

作者 张新文 轩康乐 +2 位作者 孟祥岩 施嘉凯 刘永 《特殊钢》 2023年第3期94-97,共4页

以石油钻铤用4145H热轧圆钢为研究对象,在加热炉预热段温度较高(870~920℃)的工况条件下,设计出一种温送温装工艺:入炉前铸坯表面温度控制在200~400℃,预热段时间≥120 min,升温段温度950~1 050℃,保温时间≥60 min,高温段1 220~1 280℃... 以石油钻铤用4145H热轧圆钢为研究对象,在加热炉预热段温度较高(870~920℃)的工况条件下,设计出一种温送温装工艺:入炉前铸坯表面温度控制在200~400℃,预热段时间≥120 min,升温段温度950~1 050℃,保温时间≥60 min,高温段1 220~1 280℃,保温时间≥240 min,总加热时间≥510 min。通过工艺试验,采用Φ600 mm连铸圆坯轧制Φ260 mm圆钢,对比热送热装、温送温装、冷送冷装三种入炉方式下热轧圆钢的质量情况,得出温送温装工艺可以获得良好的表面质量和内部质量。 展开更多

关键词 钻铤用4145h钢 Φ600 mm圆坯 热送热装 温送温装 冷送冷装

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激光淬火参数对钻具4145H钢磨损性能的影响 被引量：5

14

作者 梁晨帆 王瑜 +3 位作者 李颖杰 张凯 周琴 凌雪 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期147-156,共10页

采用激光淬火工艺对钻具用4145H钢进行了表面强化处理,并利用仿真和实验进行了验证,综合考虑硬度、耐磨性能等指标,对激光功率和激光扫描速度等热处理参数进行了优化。结果表明:4145H钢表面淬硬层硬度以及耐磨性随激光扫描速度和激光功... 采用激光淬火工艺对钻具用4145H钢进行了表面强化处理,并利用仿真和实验进行了验证,综合考虑硬度、耐磨性能等指标,对激光功率和激光扫描速度等热处理参数进行了优化。结果表明:4145H钢表面淬硬层硬度以及耐磨性随激光扫描速度和激光功率的增加呈现先增大后减小的趋势,当激光淬火速度为400 mm/min、淬火功率为2 kW时,硬化层晶粒细小,耐磨性能最佳,具有相变硬化效果,该优化参数可作为4145H钻具的表面处理参数。 展开更多

关键词 4145h钢 钻具 激光淬火 表面硬度 摩擦磨损

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稀土对4145H锻材的组织及夹杂物的影响 被引量：2

15

作者 李琴 李涛 +2 位作者 谢江 李伟霄 王婷 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第4期77-80,共4页

采用金相显微镜和QUANTA-400型环境扫描电镜,对4145H钢锻轧组织和稀土夹杂物进行观察。结果表明,在钢材纵向上分布着明显铁素体+珠光体带状组织,造成带状组织的原因是枝晶偏析。采用高温扩散退火的方法,将温度升高到1250℃保温20 h,当... 采用金相显微镜和QUANTA-400型环境扫描电镜,对4145H钢锻轧组织和稀土夹杂物进行观察。结果表明,在钢材纵向上分布着明显铁素体+珠光体带状组织,造成带状组织的原因是枝晶偏析。采用高温扩散退火的方法,将温度升高到1250℃保温20 h,当温度降低到600℃时出炉空冷,即可完全消除带状组织,且随着稀土含量的增加铁素体逐渐减少,甚至消失。 展开更多

关键词 稀土 4145h 带状组织 夹杂物

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4145H钢的电炉连铸工艺生产 被引量：4

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作者 刘伟 温秉文 《辽宁科技大学学报》 CAS 2011年第5期458-462,共5页

4145H钢是石油钻铤用钢,对钢水纯净度、非金属夹杂物含量、钢材的晶粒度、中心碳偏析等指标要求严格。采用电炉连铸工艺开展了4145H钻铤用钢的制备研究。结果表明,化学成分调整合格后,连铸过热度为25～35℃、铸速为0.4～0.6 m/min、冷... 4145H钢是石油钻铤用钢,对钢水纯净度、非金属夹杂物含量、钢材的晶粒度、中心碳偏析等指标要求严格。采用电炉连铸工艺开展了4145H钻铤用钢的制备研究。结果表明,化学成分调整合格后,连铸过热度为25～35℃、铸速为0.4～0.6 m/min、冷却水量为180 m^3/h时可以拉出280 mm×280 mm合格方坯。当加热炉出炉温度1 160～1 170℃、入轧温度965～975℃、缓冷时间46 h、出坑温度100～150℃时,可以获得质量合格的Φ130的4145H轧制材。 展开更多

关键词 4145h钢 钻铤钢 淬透性

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AISI4145H钻铤用钢的研制 被引量：9

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作者 黄志宏 《上海钢研》 2004年第4期34-38,共5页

在研制AISI4145H钻铤用钢的过程中曾出现一系列质量问题,通过优化工艺质量攻关,使该产品质量趋于稳定,并稳步提高,从而赢得了用户的信任,销售量迅速增力口。

关键词 AISI 4145h 钻铤用钢 产品质量 上海五钢公司

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在辊底炉与箱式炉中处理的大规格高强韧AISI4145H调质钢质量对比 被引量：3

18

作者 冀鸰 刘学文 +1 位作者 蔡丰伟 李芸 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期132-134,共3页

采用辊底式连续炉与箱式炉两种方式分别生产了φ240 mm规格的AISI4145 H调质棒材,并分析了其力学性能和显微组织结果表明,辊底炉生产的AISI4145H调质棒材综合力学性能良好,满足标准要求,晶粒度为8级,均优于传统箱式炉。

关键词 AISI4145h调质钢 辊底炉 箱式炉 性能 组织

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稀土对4145H钻铤钢动态再结晶的影响

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作者 李琴 李涛 +2 位作者 王婷 尹奕 陈思瑶 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2014年第2期120-122,共3页

应用Geeble-1500D热模拟试验机分别对稀土含量为6×10-6和16×10-6的钻铤钢进行单道次压缩实验,测定其不同终轧温度下的真应力-真应变曲线,采用应变速率0.01 s-1,变形量60%,终轧温度为850,950,1050,1150℃,研究不同稀土含量,不... 应用Geeble-1500D热模拟试验机分别对稀土含量为6×10-6和16×10-6的钻铤钢进行单道次压缩实验,测定其不同终轧温度下的真应力-真应变曲线,采用应变速率0.01 s-1,变形量60%,终轧温度为850,950,1050,1150℃,研究不同稀土含量,不同终轧温度对钻铤钢再结晶的影响.结果表明,稀土含量为16的钻铤钢能显著地抑制形变奥氏体的动态再结晶. 展开更多

关键词 稀土 4145h 再结晶

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4145H(42CrMo)钻铤钢内在性能综合分析 被引量：7

20

作者 胡进 《特钢技术》 CAS 2002年第1期16-22,共7页

本文全面论证了 41 45H钢在热轧和退火两种状态下钢材的内在性能分布规律。轧制完毕后退火冷却可有效地抑制魏氏组织 ,保证塑性稳定 ,钢材的内在指标也相应得到保证和提高。

关键词 钻铤钢 机械性能 魏氏组织 末端淬透性 4145h钢

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