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· 石油矿场机械壹臣
试验研究
提高石油机械可靠性和耐久性的
喷丸强化工艺
●一
北京航空材料研究所王仁鲁李向斌故缱来
北京石油勘探开发科学研究院具删中
摘要喷丸强化工艺是一种表面强化工艺。材料经喷丸后, 算表面层发生两种
强化显微拉织结构的变化, 即组织强化彤成残余压应力扬, 即应力强化。合理
选择喷丸工艺参数, 可使金属零件表面的抗疲劳断裂和抗应力腐蚀的能力大为提
高。文内叙连了在三种石油机械零件上应用喷丸强化工艺的实际效果。
关■词。■丸强他工艺机曩应用效果
疲劳、热疲劳以及应力腐蚀开裂。实践证明,凡羟
一
、喷丸强化原理及其用途喷丸强化的机件,在服役中其可靠性和耐久性均获
喷丸强化是年甩高速运动的弹丸撞击金属材料得明显提高,从而提高了产品在国内外市场上的竞
机械零件表面, 使其表面层组织发生塑性变形争力,为企业和社会帮来经济效益。
的一种表面强化工艺技术。最终结果使表面层发生
显微组织结构的变化晶体变形、亚晶粒破碎、位二、喷丸强化工艺在石油机械、
镥密度变化,相转变和形成残泉压应力场。合理中的应用
地控制喷丸过程的各个工艺参数其申主要包括弹
丸直径、赜丸速度、弹丸的喷射角度喷丸强度、年代后· 随着油田对机械产品质量要求的提
表面硅盖率等,就会获得有利于改善机件力学性高,对石油机械机件失效分析水平的提高,以及垒
能的表屠组织结构和残余压应力场。经聩丸强化的至鸭进国外制造技术的启发,石油机械铷浩郭门开
机件则依靠“组织强亿和应力强化遗两个强始重视并在某些关键零件上择索应用喷丸强化工
化因素,来改变和提高机件的藐劳断裂和应力腐蚀艺。最早于年应用在海上钻井平台的套筒滚手
断裂抗力对于在~℃下工作的高温机件, 链条上,经喷丸强他的链条,其压溃疲劳强度得到
起强化作用的主要是组织强化因素,在室明显提高。随后扩大应用到对抽油杆的强化上。目
温下服役的高强度钢制零件, 应力强化因素将前采用喷丸工艺处理的石油机械零件与日俱增。下
起着主要的强化作用而对于高温回火钢或质文就其典型机件的应用效果进行简介。
地较软的有色金属台金,
重要的强化作用。渤海油田钻井平台盥前使用的链条,并未经喷
喷丸强化工艺适用于一切金属台金及其粉末烧丸强化处理,其套筒、滚子的耐冲击疲劳强度很
结材瓣。我国已有十余个工业部门采用了该工艺以低,不能满足大功率高速并车运转工作的要求, 一
改善机件的高周疲劳,接触疲劳、微振瘦劳、腐蚀度成为发展国产链传动钻机的一大技术障碍。后来
具上量塞出是衡量付科表面接受弹丸撞击力太小珥撞击次数的一个工艺参数·可甩尊弧。试片在婶摩’侧。年。’
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第口巷第提高石油机械可靠性和耐久性的喷丸强化艺· ·
在调查国外同类链条性能时发现,拟做喷丸强化处
理。年,我们协助兰州石油机械研究所, 对链
皇
板、套筒、滚子、销轴分别进行了喷丸强化工艺参
数的筛选试验,从中获得了最佳的强化工艺参数。疆
在此基础上扩大到对上述种零件的批量强化处
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理, 随后对链条作了一系列验证性试验。验证性试
验结果表现为;疲劳试验的过载端的压溃疲劳强度