Page 82 - 理化检验-物理分册2024年第四期

韩舒婷, 等: 某钻井工具探管开裂原因

图1 探管试样宏观形貌

图2 探管外壁宏观形貌
图3 试样1-2裂纹处断口宏观形貌
表1 探管试样的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Ni Cr Mo
实测值 0.038 0.378 4.368 0.020 0.0004 13.039 20.945 2.065

技术要求 ≤0.06 ≤1.00 4.0~6.0 ≤0.06 ≤0.03 11.5~13.5 20.5~23.5 1.5~3.0

满足技术要求。 试验及冲击试验, 故仅对探管进行洛氏硬度测试, 结
1.3 硬度测试 果如表2所示。由表2可知: 探管的硬度为35.9~

整个探管外壁均存在裂纹, 无法对其进行拉伸 37.8HRC , 满足技术要求。
表2 洛氏硬度测试结果 HRC
项目 第1象限硬度 第2象限硬度 第3象限硬度 第4象限硬度
实测值 36.6 , 36.6 , 37.1 37.8 , 37.3 , 37.5 36.9 , 36.3 , 35.9 36.4 , 36.9 , 37.3
技术要求 单个横截面最大变化6

1.4 金相检验 可知: 裂纹起源于外壁腐蚀坑, 腐蚀坑深度约为

在该探管上截取试样, 将试样置于光学显微镜 50 μ m , 裂纹呈树枝状向内壁扩展, 裂纹呈穿晶方式
下观察。探管的显微组织为奥氏体, 形貌如图4所 扩展。
示。对试样的显微组织进行非金属夹杂物和晶粒度 表3 探管试样非金属夹杂物和晶粒度评级结果 级
评级, 结果如表3所示。 项 A 类 B类 C类 D类 DS类 晶粒
目 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 度
级别 0 0 0 1.0 0 0 0 1.5 0 0 9

图4 探管试样显微组织形貌
垂直于试样 1-1 裂纹方向截取试样, 将试样磨 图5 试样1-1裂纹微观形貌
抛后置于光学显微镜下观察, 结果如图5所示。试 1.5 扫描电镜和能谱分析
对试样的断口表面进行清洗, 再将断口置于扫
样1-1被腐蚀后的微观形貌如图6所示。由图5~6

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