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(河钢集团钢研总院，石家庄 050023)

0 引 言

随着石油、矿山行业的发展，深井采掘越来越普遍。牙轮钻头是钻井的主要破岩工具，由于油井钻头的工作条件极其恶劣，受力状况复杂，钻头承受着不同应力与磨损作用，所以对其材料性能的要求越来越高[1-3]。钻头质量的优劣直接关系到油田钻井速度，钻头用钢应具有高的淬透性、高的心部韧性，以及良好的耐磨性和耐腐蚀性能。作为油井钻头用钢，15CrNiMn钢常被用来制作牙轮钻头的牙掌，其性能要求以及热处理工艺要求很高。

奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线能精确地反映不同冷却速率下钢的相转变温度、转变时间和转变量之间的关系，是制定和调整热加工工艺的重要依据[4-6]，但目前尚无15CrNiMn钢的CCT曲线的研究报道。为此，作者利用膨胀法结合金相-硬度法[7-8]，测定了15CrNiMn钢的相变点和CCT曲线，研究了显微组织和硬度在不同冷却速率下的变化规律，为其控轧控冷工艺和热处理工艺的制定提供试验依据。

1 试样制备与试验方法

试验材料为15CrNiMn钢棒，供货状态为热轧态，其化学成分(质量分数/%)为0.18C，0.21Si，0.92Mn，0.008S，0.012P，0.49Cr，0.74Ni，余Fe。

将试验钢机加工成φ4 mm×10 mm的试样，在DIL805L型膨胀仪上以10 ℃·s-1的速率升温至奥氏体化温度(950 ℃)，保温5 min，然后分别以0.05，0.5，1.5，2，2.5，10，60，120 ℃·s-1的速率冷至室温，测得膨胀曲线，得到不同冷却速率下相转变开始和转变结束的温度和时间。冷却后的试样经磨抛后，用体积分数4%硝酸酒精溶液腐蚀，采用ZeissM2M型光学显微镜观察显微组织，用Tukon2500 Minuteman型显微维氏硬度计测维氏硬度，试验载荷294.2 N，保载时间10 s。……