AISI 4145 / 4145H Stahl

FAQ zu AISI 4145 / 4145H SteelIs

AISI 4145 Stahl für Ölbohrhalsbänder?

AISI 4145-Stahl hat gute umfassende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit nach der Wärmebehandlung und ist der am weitesten verbreitete niedriglegierte Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt in der internationalen Erdölindustrie.

Aufgrund seiner guten Festigkeit und Zähigkeit und Beständigkeit gegen H2S-Korrosion kann AISI 4145-Stahl als Schwerstangenmaterial bei der Ölförderung und auch zur Herstellung von Ölbohrgestängen verwendet werden. Insbesondere wegen seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit in Öl- und Gasumgebungen wird AISI 4145-Stahl auch bei der Herstellung von Erdölpipelines verwendet.

Ist AISI 4145 Stahl korrosionsbeständig?

AISI 4145-Stahl wird hauptsächlich bei der Herstellung von Ölbohrkragen verwendet und kann auch bei der Herstellung von Ölgehäusen verwendet werden, die in korrosiven Umgebungen auf Ölfeldern verwendet werden.

Die gute Struktur des Stahls AISI 4145 (gehärtetes Sorbit) kann die Korrosionsbeständigkeit verbessern. Außerdem kann das Legierungselement Cr in F gelöst werden, was die Korrosionsbeständigkeit verbessern kann, und das Mo-Element hilft auch, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Kann Stahl AISI 4145 geschweißt werden?

Berechnet aus der Zusammensetzung von AISI 4145 beträgt sein CE etwa 0,85 und seine Schweißbarkeit ist sehr schlecht. Beim Schweißen von AISI 4145-Stahl ist ein Vorwärmen vor dem Schweißen und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen obligatorisch. Ein strenger Schweißprozess für AISI 4145 kann die Zuverlässigkeit des Schweißens gewährleisten.

Was ist AISI 4145H?

Wenn „H“ hinzugefügt wird, bedeutet dies, dass AISI 4145-Stahl erforderlich ist, um die Härtbarkeit zu gewährleisten. Tatsächlich gibt es keinen Unterschied in der Zusammensetzung zwischen AISI 4145H- und AISI 4145-Stahl.

Was ist AISI 4145H MOD?

MOD bedeutet Modify. Daher ist AISI 4145H MOD eine Verbesserung auf der Basis von AISI 4145-Stahl, was auf Änderungen in der Zusammensetzung oder strengere Leistungsanforderungen zurückzuführen sein kann.

Bohrkragen aus AISI 4145H MOD

AISI 4145 Stahl gegenüber 50CrMo4 Stahl

Als Vertreter des niedriglegierten Stahls der Cr-Mo-Serie mit mittlerem Kohlenstoffgehalt leitet sich AISI 4145 von der amerikanischen Norm ASTM A29 ab, während 50CrMo4 zur europäischen Norm EN10083 gehört. Schauen wir uns zunächst die Unterschiede in ihrer Zusammensetzung an Tabelle unten.

Aus der obigen Tabelle geht hervor, dass der Hauptunterschied zwischen den Elementen in C und Mn liegt, und die anderen Elemente sind im Allgemeinen sehr klein. Aufgrund dieser Unterschiede ist 50CrMo4-Stahl AISI 4145-Stahl in Bezug auf Festigkeit und Härtbarkeit überlegen, aber seine Schweißleistung ist relativ arm.

AISI 4145-Stahl wird hauptsächlich in der Erdölindustrie wie Schwerstangen, Bohrgestänge und Erdölpipelines verwendet. Während 50CrMo4 für Schmiedeteile verwendet wird, die eine höhere Festigkeit oder einen größeren Querschnitt als 42CrMo4-Stahl erfordern, wie z. B. große Zahnräder für den Antrieb von Lokomotiven, Kompressor-Getriebegetriebe, Hinterachsen, Motorzylinder, 1200 bis 2000 m Öltiefbohrrohrverbindungen und Angelwerkzeuge usw. Manchmal kann 50CrMo4-Stahl abgeschreckten und gehärteten Stahl mit höherem Nickelgehalt ersetzen.

AISI 4145H STAHLHERSTELLUNGSVERFAHREN

AISI 4145H-Stahl nimmt ein geeignetes Zusammensetzungsdesign und eine fortschrittliche Produktionstechnologie an, um gute mechanische Eigenschaften zu erzielen, damit er die Leistungsanforderungen von 4145H-Stahl bei Ölbohrungen erfüllen kann.

Der Produktionsprozess von AISI 4145H-Stahl:

Geschmolzene Stahlvorbehandlung → Konverter → LF → RH → Strangguss-Strangguss → Heiße Lieferung → Erwärmung → Warmwalzen / Schmieden → Wärmeerhaltung → Richten → Glühen → Schleifen → Inspektion → Lieferung

Um einen gleichmäßigen und kompakten Gussrohling zu erhalten, wird dieser im Stahlschmelzprozess einer Pulversprüh-Entschwefelungsbehandlung auf Magnesiumbasis, Rühren mit Inertgas, Vakuumentgasungsbehandlung und Mikrolegierungselement V/Ti unterzogen, um die Einschlüsse im Stahl zu behandeln .

Beim Schmelzprozess sollte auf die Abstimmung von C und Cr, Mn, Mo und anderen Elementen geachtet werden. Diese Mittel stellen sicher, dass die Legierungselemente im Stahl gleichmäßig sind und eine gleichmäßigere Ferritstruktur erhalten werden kann.

Die Technologie des kontrollierten Walzens und der kontrollierten Kühlung kann dazu beitragen, die mechanischen Eigenschaften von 4145H-Stahl zu verbessern, ihm gute mechanische Eigenschaften zu verleihen, die Gleichmäßigkeit der Härte sicherzustellen und sich auf die anschließende Tiefenbearbeitung vorzubereiten.

WÄRMEBEHANDLUNG VON AISI 4145 STAHL

• Glühen von Stahl AISI 4145

Der Glühprozess von AISI 4145-Stahl ist ein vollständiges Glühen, das die Struktur des Stahls vollständig rekristallisieren kann, um die Defekte in der Struktur zu beseitigen, nachdem das Material geschmiedet oder gewalzt wurde.

Laut verschiedenen Studien und Demonstrationen beträgt die beste Glühtemperatur für AISI 4145 820 ° C, und es wird mit dem Ofen gekühlt, nachdem es für eine angemessene Zeit gehalten wurde. Die endgültige Struktur im Stahl ist Ferrit und Perlit, und seine Oberflächenhärte beträgt etwa 200 HBW.

• Abschrecken und Anlassen von Stahl AISI 4145

AISI 4145-Stahl kann durch Abschrecken und Anlassen eine zufriedenstellende Gesamtleistung erzielen, um die Anforderungen von Erdölanlagen zu erfüllen.

Erwärmungstemperatur und Haltezeit sind zwei wichtige Teile, die die Qualität des Abschreckens beeinflussen. Die nach der durch Erhitzen erzielten Austenitisierung erhaltene Struktur beeinflusst die Leistung des Materials nach dem Abschrecken.

Für Stahl AISI 4145 liegt die geeignete Abschrecktemperatur zwischen 840 und 860 °C, und die Haltezeit hängt von der Dicke des Materials ab.

Abschreckdiagramm für Stahl AISI 4145H

Der Anlassprozess sollte nach dem Abschrecken sofort fortgesetzt werden. Wenn 4145-Stahl als Schwerstangenstahl verwendet wird, muss er bei einer hohen Temperatur von 560-630 ° C angelassen werden, um einen angelassenen Sorbit zu erhalten und schließlich gute umfassende mechanische Eigenschaften zu erhalten.

Härtungsdiagramm für Stahl AISI 4145H

• AISI 4145H Stahl Mechanische Eigenschaft in Q&T-Zustand

WAS IST DIE BEZEICHNUNG DER STAHLSORTE AISI 4145H?

Wenn es um US-Stahlsorten geht, sind das American Iron and Steel Institute (AISI) und die Society of Automotive Engineers (SAE) immer wieder Gesprächsstoff. Tatsächlich sind diese beiden Institutionen an der Standardisierung des digitalen Codierungssystems von Stahl beteiligt und Sie entwarfen gemeinsam ein einfaches Nummerierungssystem: Unified Numbering System, das als UNS bezeichnet wird.

Zur Kennzeichnung von Stählen mit Härtbarkeitsbandgrenzen wurde der konventionellen Seriennummer der Zusatzbuchstabe „H“ hinzugefügt. Im Unified Numbering System (UNS) erscheint das „H“ als Präfix. Hier ist im Gegensatz zum UNS-Code G41450 von 4145-Stahl der UNS-Code von 4145H-Stahl H41450.

Nachdem Sie über die Bedeutung des Buchstabens H gesprochen haben, sind die restlichen Zahlen leicht zu verstehen. Aus der vorherigen FAQ-Serie können wir leicht erkennen, dass 4145H zur 41XX-Serie gehört. Einzelheiten entnehmen Sie bitte der nachstehenden Tabelle.

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich, gehört 4145H zu niedriglegiertem Stahl der Cr-Mo-Serie, und die Bedeutung der letzten beiden Ziffern 45 in 4145H repräsentiert einen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 0,451 TP3T.

WAS IST BOHRRING?

Die Schwerstange ist die Hauptkomponente der Bohrwerkzeugbaugruppe, die zwischen dem Bohrrohr und der Bohrkrone installiert wird. Während des Bohrvorgangs wird die Schwerstange nicht nur Belastungen wie Zug, Druck, Biegung und Torsion ausgesetzt, sondern auch auch auf die Reibung der Brunnenwand und den Verschleiß und die Korrosion von Öl, Dampf, Schlamm und anderen Medien.

Typische Bohrstangenbaugruppe

Welche Funktion hat der Bohrkragen?

• Wenden Sie WOB auf den Bohrer an
• Halten Sie das Bohrgestänge unter Spannung und stellen Sie die Festigkeit des unter Druck arbeitenden Bohrstrangs sicher
• Reduzieren Sie die Vibration, das Schwingen und das Schlagen des Bohrers, damit der Bohrer reibungslos funktioniert
• Abweichung gut kontrollieren

Welche Arten von Drill Collars gibt es?

• Gewöhnlicher Bohrkragen

Gewöhnliche Schwerstangen, auch zylindrische Schwerstangen oder integrierte Schwerstangen genannt. Die Schwerstange besteht normalerweise aus gewöhnlichem legiertem Stahl, der Querschnitt des Rohrkörpers ist innen und außen rund und die Verbindungsgewinde sind an beiden Enden bearbeitet.

• Spiralbohrkragen

Der Spiralbohrkragen ist mit drei rechtsgängigen Spiralnuten auf der äußeren zylindrischen Oberfläche des runden Bohrkragens bearbeitet, und das Gewicht ist 4% geringer als das des normalen Bohrkragens derselben Größe.

Beim Richtungsbohren reduziert der spiralförmige Bohrkragen die Kontaktfläche mit der Bohrlochwand und kann ein Anhaften des Differenzdrucks wirksam verhindern, weshalb er weit verbreitet ist.

• Nicht magnetischer Bohrkragen

Nicht magnetische Schwerstangen werden hauptsächlich zur Überwachung bei Ölbohrungen verwendet, und ihre Struktur ist die gleiche wie die von integralen Schwerstangen.

Das Material hat eine gute niedrige magnetische Permeabilität und eine gute Bearbeitbarkeit. Es wird durch strenge Analyse der chemischen Zusammensetzung geschmiedet und das Material wurde auf mechanische Eigenschaften getestet, um sicherzustellen, dass Härte, Zähigkeit, Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit den Standards entsprechen.

Der Zukunftstrend Drill Collars

Die leicht zu fördernden Öl- und Gasvorkommen der Welt sind erschöpft. Die neu entdeckten Öl- und Gasfelder weisen schlechte Bohrbedingungen und erhöhte Bohrtiefen auf, die höhere Anforderungen an die Herstellung von Schwerstangen erfordern.

Gegenwärtig haben die Entwicklung von neuem Stahl für Ölbohrwerkzeuge und die Entwicklung von hochfestem und hochzähem Stahl für Ölbohrschäfte immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Während die mechanischen Eigenschaften verbessert werden, hat die Verbesserung seiner Beständigkeit gegen Schwefelwasserstoffkorrosion eine wichtige praktische Bedeutung für die Verlängerung der Lebensdauer von Materialien und die Reduzierung wirtschaftlicher Verluste.

SCHNELLE FAQS FÜR BOHRRINGE AISI 4145H

Welche Anforderungen an den nichtmetallischen Einschluss gelten für Schwerstangen aus AISI 4145H?

Nichtmetallische Einschlüsse beeinträchtigen nicht nur die Reinheit des Stahls, sondern beeinträchtigen auch die Leistung des Materials, insbesondere durch Verringerung der Plastizität und Schlagzähigkeit des Materials.

Für Schwerstangen aus AISI 4145H müssen die nichtmetallischen Einschlüsse die folgenden Anforderungen erfüllen

Was sind die Anforderungen an die Härtbarkeit von Schwerstangen aus AISI 4145H?

Bohrkragen aus AISI 4145H hat hohe Anforderungen an Härte, Festigkeit und Zähigkeit. Wir können seine Leistung anhand der Härtbarkeitskurve verstehen. Im Allgemeinen hat der Stahl mit hoher Härtbarkeit gute mechanische Eigenschaften.

Härtbarkeitskurve AISI 4145H

Für Schwerstangen aus AISI 4145H muss die Härtbarkeit die folgenden Anforderungen erfüllen

Welche makroskopischen Strukturanforderungen gelten für Schwerstangen aus AISI 4145H?

Die makroskopische Struktur wirkt sich hauptsächlich auf die Kompaktheit des Materials aus, was wiederum einen großen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften des Stahls hat. Bei Schwerstangen aus AISI 4145H muss die makroskopische Struktur die folgenden Anforderungen erfüllen

Wie verhindert man weiße Flecken bei AISI 4145H-Stahl?

Als legierter Stahl der Cr-Mo-Serie weist AISI 4145H eine starke Empfindlichkeit gegenüber weißen Flecken auf. Um das Auftreten weißer Flecken zu verhindern, führen wir normalerweise sofort eine Dehydrierungswärmebehandlung am geschmiedeten AISI 4145H-Stahl durch. Die Wärmebehandlungskurve ist wie folgt

Warum Stahl AISI 4145H anstelle von Stahl AISI 4140 für Schwerstangen verwenden?

Der Schwerstangenstahl AISI 4145H wird nach amerikanischen Standards hergestellt. Als niedrig legierter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hat er gewisse Ähnlichkeiten mit AISI 4140-Stahl in Bezug auf mechanische Eigenschaften und Spannungskorrosion.

Vor den 1990er Jahren wurde hauptsächlich AISI 4140 verwendet, aber 4140 war in Bezug auf die mechanischen Eigenschaften und die Beständigkeit gegen Schwefelwasserstoffkorrosion nicht zufriedenstellend.

Die guten mechanischen Eigenschaften und die Schwefelwasserstoff-Korrosionsbeständigkeit von AISI 4145H-Stahl haben einen erheblichen Einfluss auf die Verlängerung seiner Lebensdauer, die Verringerung von Unfällen auf Ölfeldern und die Reduzierung von Kosten.

WIE HERSTELLT MAN HOCHWERTIGE AISI 4145H BOHRRINGE?

AISI 4145H-Stahl hat gute umfassende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit nach der Wärmebehandlung und ist der am häufigsten verwendete niedriglegierte Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt in der Erdölindustrie. Aufgrund seiner guten Festigkeit, Zähigkeit und H2S-Korrosionsbeständigkeit wird AISI 4145H-Stahl weit verbreitet in Schwerstangen und Materialien für Bohrrohre bei der Ölförderung.

Aufgrund der Besonderheit des Materials ist die Qualität von Schwerstangen aus AISI 4145H-Stahl nur schwer zu befriedigen. Daher stehen wir vor der Frage, wie man hochwertige AISI 4145H Drill Collars herstellt, dann werden wir zu diesem Thema eine gute Diskussion führen.

Aus der obigen Abbildung können wir grob ein Produktionsflussdiagramm von Drill Collar sehen. Wir werden über einige wichtige Kontrollpunkte im Flussdiagramm mit AISI 4145H-Stahl sprechen.

• Schmieden

Durch einen strengen Schmiedeprozess ist das Schmieden von hochwertigem 4145H-Material eine wichtige Voraussetzung für die Herstellung hochwertiger Schwerstangen.

Durch die strenge Kontrolle der Schmiedetemperatur, der Schmiedezeit und der Schmiedeverformung werden die ursprünglichen groben Dendriten und säulenförmigen Körner in den Barren in gleichachsige rekristallisierte Strukturen mit feineren Körnern und einheitlicher Größe umgewandelt, und es werden auch die ursprüngliche Segregation, Lockerheit, Poren und Schlackeneinschlüsse erzeugt kompakt und dicht im 4145H-Stahlbarren.

Verfahren Sie für Bohrkragen aus AISI 4145H wie unten beschrieben

• Anfängliche Schmiedetemperatur:1150-1180℃
• Endschmiedetemperatur:über 850℃
• Schmiedeverhältnis:über 6:1

Nach dem Schmieden wird die 4145H-Stahlstruktur kompakter, was die Plastizität und die mechanischen Eigenschaften verbessert.

• Wärmebehandlung

Als kritischster Prozess bestimmt die Wärmebehandlung des Materials AISI 4145H direkt, ob hochwertige Schwerstangenwerkzeuge hergestellt werden können API SPEC 7-1，AISI 4145H sollte abgeschreckt (Q) und angelassen (T) werden, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen.

Gemäß unserer reichen Erfahrung führen wir im Voraus eine normalisierende Wärmebehandlung für AISI 4145H durch und führen dann Q & T durch, um sicherzustellen, dass das Material die Anforderungen perfekt erfüllen kann. Die spezifischen Anforderungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

• UT/MT-Inspektion

Ultraschallprüfung und Magnetpulverprüfung sind beides Formen der zerstörungsfreien Prüfung. Bei Schwerstangen aus AISI 4145H ist der beste Zeitpunkt für die Prüfung nach der Wärmebehandlung. Die Ultraschallprüfung untersucht hauptsächlich innere Defekte, während die Magnetpulverprüfung auf Oberflächendefekte abzielt, hauptsächlich auf die Erkennung von Rissen.

UT- und MT-Inspektion sind eine wichtige Methode, um maximale Sicherheit und Zuverlässigkeit von AISI 4145H-Materialien zu gewährleisten, die streng gemäß Abschnitt 11 von API SPEC 7-1 implementiert werden können.

• Stichprobenprüfung

Die Leistung der Materialprobe aus AISI 4145H stellt letztendlich die Leistung des Endprodukts Schwerstangen dar, daher ist die Erkennung der Probe ebenfalls ein entscheidender Teil.

Die Grundsätze der AISI 4145H-Probenahme werden gemäß Abschnitt 8.2.1 von API SPEC 7-1 umgesetzt. Nach der Probenahme wird sie zu Teststäben verarbeitet, und die anschließende Verarbeitung kann erst fortgesetzt werden, nachdem die Labordaten qualifiziert sind.

WO KANN MAN HOCHWERTIGEN AISI 4145H STAHL KAUFEN?

Mit welchem Hersteller sollten Sie zusammenarbeiten? Ohne Zweifel ist Waldun Ihr vertrauenswürdiger Partner. Als Hersteller von AISI 4145H-Schmieden mit über 10 Jahren Erfahrung in der Herstellung ist niemand besser damit vertraut als wir. Wir sind in der Lage, hochwertiges AISI 4145H-Material gemäß API SPEC7-1 zu liefern.

Was wir für AISI 4145H-Stahl liefern

Kostenlose Probe von AISI 4145H-Stahl

Wärmebehandlung

• Normalisiert (+ N)
• Geglüht (+A)
• Abgeschreckt und angelassen (+QT)

Bearbeitung

Drehen/Fräsen/Bohren/Schälen/Polieren