无磁钻铤是现代油气资源开采随钻测量技术中最为重要的井下部件之一

其服役环境对其制备材料的强度、韧性和硬度等都有非常高的指标要求。近几十年来，随着N合金化奥氏体不锈钢的冶炼和制备技术的发展，这种材料逐渐取代传统的300系不锈钢、Monel合金等材料成为高性能无磁钻铤的首要候选材料。在Cr-Mn-N不锈钢无磁钻铤的工业化生产过程中，铸造态钢锭一般均需要经过快锻机开坯和径锻机终锻成型两步，从而得到符合尺寸规格要求的粗加工锻坯产品。然而由于锻件尺寸较大，其内部不同部位在热变形过程中的温度场、应力场状态都有较大差异，导致锻件不同部位的微观组织和力学性能均存在一定差异。因此，对无磁钻铤用0Cr20Mn21Ni2N奥氏体不锈钢锻件内部不同部位的微观形貌和力学性能进行了研究。
　　采用热力学软件Thermal-Calc对不同N含量的试验钢成分体系和平衡态相图进行了理论计算。在此基础上，通过加压熔炼的方法制备了N含量为0.62%的质量约48.5kg的试验钢铸锭。熔炼过程中通过N合金的适量加入来控制终点N含量，试验钢经充分脱氧，出炉时将浇铸温度控制在较低水平以避免铸态组织柱状晶过于粗大。铸锭去除表面氧化皮后经过锻造开坯加工成60mm×60mm的方坯，后在980℃下锻造为Φ46mm的圆棒，终锻变形量约为15.4%。根据前期研究工作的结果，锻造的温度范围规避了有害中间相可能产生的敏感温度区间，确保了锻造过程的顺利完成和较高的锻造成材率，同时保证了较为理想的形变强化效果。

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资料来源：东莞市弘超铜铝有限公司
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