[发明专利]新型贝氏体钢

说明书

本公开内容涉及一种新型贝氏体钢，用于制造钻具部件如钻杆，或用于其中这样的钢有用的任何其它部件中。本公开内容进一步涉及一种包含所述贝氏体钢的钻具部件。所述贝氏体钢包含以重量％计的以下组成：C 0.33至0.40；Si 0.60至1.45；Mn 0.25至≤0.80；P≤0.03；S≤0.03；Cr 1.00至1.50；Ni 0.10至0.60；Mo 0.40至0.80；N≤0.020；Al≤0.05；余量Fe和不可避免的杂质。

技术领域

本公开内容涉及一种新型贝氏体钢，用于制造钻具部件如钻杆，或用于其中这样的钢有用的任何其它部件中。本公开内容进一步涉及一种包含所述贝氏体钢的钻具部件。

背景技术

在岩石钻凿期间，冲击波和旋转经由一个以上杆或管传递到配备有硬质合金的钻头，这意味着钻杆将经受严重的机械负荷。因此，与钻杆相关的一个问题是它们暴露于广泛的磨损、变形、疲劳和崩裂，导致相对短的使用寿命，这需要在钻凿期间以重复的间隔更换钻杆，并且这将对钻凿作业的总成本具有直接影响。另一个问题是在钻凿期间意外的钻杆断裂，因为从钻凿孔中取回断裂的钻杆可能需要相当长的时间。因此，钻杆的硬度、拉伸强度和冲击韧性是尤其重要的。

因此，本公开内容的一个方面是解决或至少减少上述问题。特别地，本公开内容的一个方面是提供一种改善的贝氏体钢组合物，其将使得能够制造具有微观结构的钻杆，所述微观结构将为贝氏体钢提供良好平衡和优化的机械特性，从而导致钻杆具有延长和可预测的使用寿命。本公开内容的另一个方面是获得一种成本效益高的钻具部件。另外，本公开内容的又一个方面涉及一种改善的贝氏体钢在岩石钻凿部件中的用途。

发明内容

因此，本公开内容涉及一种贝氏体钢，包含以重量％(wt％)计的以下组成：

C 0.33至0.40；

Si 0.60至1.45；

Mn 0.25至≤0.80；

P ≤0.03；

S ≤0.03；

Cr 1.00至1.50；

Ni 0.10至0.60；

Mo 0.40至0.80；

N ≤0.020；

Al ≤0.05；

余量Fe和不可避免的杂质。

本发明的钢会具有贝氏体微观结构，这意味着所述微观结构将基本上由在贝氏体转变期间形成的富含位错的铁素体和渗碳体以及残留的奥氏体组成。此外，本发明的钢还可以含有少量的先共析铁素体和/或马氏体，但是重要的是保持这些量低，以分别避免太低的强度和硬度或太高的脆性。

因此，由于本发明的组成和特定的微观结构，本发明的贝氏体钢在钻凿应用中将耐磨损并降低脆性。此外，疲劳开裂和塑性变形两者也将减少，尤其是在负荷峰值期间更是如此。另外，本发明的贝氏体钢由于其耐回火性(即钢在升高的使用温度下将保持其硬度的程度)而还将对由于过热引起的软化具有良好的抗性。因此，如上文或下文所限定的贝氏体钢会具有用于钻凿应用的所需特性的独特组合，从而克服或至少减少了上述问题。

本公开内容还涉及一种如上文或下文所限定的贝氏体钢用于制造钻具部件的用途，所述钻具部件例如钻杆，如顶锤钻杆，或包含所述贝氏体钢的任何其它钻具部件。

具体实施方式

本公开内容涉及一种用于钻凿应用的贝氏体钢，包含以重量％(wt％)计的以下元素：

C 0.33至0.40；

Si 0.60至1.45；

Mn 0.25至≤0.80；