许敬月 马 升 袁玲道 石佩璎 李岚峰

(1.兰州兰石能源装备工程研究院，甘肃730314；2.甘肃省高端铸锻件工程技术研究中心，甘肃730314)

钻井及采油设备主承载件产品标准由API 8A升级为API 8C，新标准对设备的设计、材料、焊接、质量进行了全面的要求，并制定了产品规范等级，提出SR2低温试验补充要求。对于屈服强度在585～655 MPa之间的材料，普通铸钢材料难以满足其低温冲击韧性的要求，需要对低温用高强铸钢的化学成分、熔炼和热处理工艺进行系统研究，以满足石油钻采设备在高寒地区使用时高强高韧的要求。

铸钢件的最终性能主要取决于冶炼、浇注、热处理，尤其是合理的热处理工艺对铸钢件强韧性的实现、匹配和改善起着至关重要的作用。本文采用调质工艺对ZG20CrNiMo进行热处理，在确定最佳淬火温度和保温时间的基础上，重点研究了回火温度对其低温冲击韧性的影响，确定了最佳回火温度，使ZG20CrNiMo的强度和低温冲击韧性都达到了API 8C标准的要求，满足其在低温环境使用的要求。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

ZG20CrNiMo的化学成分如表1所示，除合金Cr、Ni、Mo外加入了V、Ti微合金化成分，细化晶粒。采用200 kg真空感应炉冶炼，降低杂质S、P及气体元素含量，提高钢液纯净度。浇注∅127 mm(5 in)基尔试样。其力学性能要求如表2所示。

1.2 热处理工艺方案

ZG20CrNiMo预备热处理采用退火工艺，性能热处理采用调质工艺。在前期试验确定退火温度、淬火温度、保温时间的基础上，为了确保低温冲击达到标准要求，选择3种不同回火温度的调质热处理工艺方案进行试验。……