Acier AISI 4145 / 4145H

FAQ sur les aciers AISI 4145 / 4145H

Acier AISI 4145 pour colliers de forage pétrolier ?

L'acier AISI 4145 a de bonnes propriétés mécaniques complètes et une bonne résistance à la corrosion après traitement thermique, et est l'acier faiblement allié à moyenne teneur en carbone le plus largement utilisé dans l'industrie pétrolière internationale.

En raison de sa bonne résistance, de sa ténacité et de sa résistance à la corrosion H2S, l'acier AISI 4145 peut être utilisé comme matériau de masse-tige dans le processus d'exploitation pétrolière, ainsi que pour la production de tiges de forage pétrolier. Surtout pour son excellente résistance à la corrosion dans les environnements pétroliers et gaziers, l'acier AISI 4145 est également utilisé dans la production d'oléoducs.

L'acier AISI 4145 est-il résistant à la corrosion ?

L'acier AISI 4145 est principalement utilisé dans la production de colliers de forage pétrolier et peut également être utilisé dans la production de carters pétroliers, qui sont utilisés dans les environnements corrosifs des champs pétrolifères.

La bonne structure de l'acier AISI 4145 (sorbite trempé) peut améliorer la résistance à la corrosion. De plus, l'élément d'alliage Cr peut être dissous dans F, ce qui peut améliorer la résistance à la corrosion, et l'élément Mo contribue également à améliorer la résistance à la corrosion.

L'acier AISI 4145 peut-il être soudé ?

Calculé à partir de la composition de l'AISI 4145, son CE est d'environ 0,85 et sa soudabilité est très médiocre. Lors du soudage de l'acier AISI 4145, le préchauffage avant le soudage et le traitement thermique après soudage sont obligatoires. Un processus de soudage strict pour AISI 4145 peut assurer la fiabilité du soudage.

Qu'est-ce que l'AISI 4145H ?

Lorsque vous ajoutez "H", cela signifie que l'acier AISI 4145 est nécessaire pour assurer la trempabilité. En fait, il n'y a pas de différence de composition entre l'acier AISI 4145H et l'acier AISI 4145.

Qu'est-ce que AISI 4145H MOD ?

MOD signifie Modifier.Par conséquent, AISI 4145H MOD est une amélioration sur la base de l'acier AISI 4145, qui peut être due à des changements de composition ou à des exigences de performance plus strictes.

Collier de perçage AISI 4145H MOD

Acier AISI 4145 contre acier 50CrMo4

En tant que représentant de l'acier faiblement allié de la série Cr-Mo à carbone moyen, l'AISI 4145 est dérivé de la norme américaine ASTM A29, tandis que le 50CrMo4 appartient à la norme européenne EN10083. Tout d'abord, examinons leurs différences par rapport à leur composition. Veuillez consulter le tableau ci-dessous.

D'après le tableau ci-dessus, la principale différence entre les éléments est en C et Mn, et les autres éléments sont généralement très petits. En raison de ces différences, l'acier 50CrMo4 est supérieur à l'acier AISI 4145 en termes de résistance et de trempabilité, mais ses performances de soudage est relativement pauvre.

L'acier AISI 4145 est principalement utilisé dans l'industrie pétrolière, comme les colliers de forage, les tiges de forage et les oléoducs. Alors que le 50CrMo4 est utilisé pour les pièces forgées qui nécessitent une résistance plus élevée ou une section plus grande que l'acier 42CrMo4, comme les grands engrenages pour la traction des locomotives, engrenages de transmission de compresseur, essieux arrière, cylindres de moteur, joints de tige de forage de puits de pétrole profond de 1200 ~ 2000 m et outils de pêche, etc. Parfois, l'acier 50CrMo4 peut remplacer l'acier trempé et revenu avec une teneur en nickel plus élevée.

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE L'ACIER AISI 4145H

L'acier AISI 4145H adopte une conception de composition appropriée et une technologie de production avancée pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques, de sorte qu'il puisse répondre aux exigences de performance de l'acier 4145H dans le processus de forage pétrolier.

Le processus de production de l'acier AISI 4145H :

Prétraitement de l'acier en fusion →Convertisseur→LF→RH→coulée continue-coulée continue→livraison à chaud→chauffage→laminage à chaud/forgeage→conservation de la chaleur→redressage→recuit→meulage→inspection→livraison

Afin d'obtenir une ébauche de coulée uniforme et compacte, dans le processus de fusion de l'acier en fusion, elle subit un traitement de désulfuration par pulvérisation de poudre à base de magnésium, une agitation avec un gaz inerte, un traitement de dégazage sous vide et un élément de microalliage V/Ti pour traiter les inclusions dans l'acier .

Dans le processus de fusion, il convient de prêter attention à l'appariement de C et Cr, Mn, Mo et d'autres éléments. Ces moyens garantissent que les éléments d'alliage dans l'acier sont uniformes, et une structure de ferrite plus uniforme peut être obtenue.

La technologie de laminage contrôlé et de refroidissement contrôlé peut aider à améliorer les propriétés mécaniques de l'acier 4145H, à lui conférer de bonnes propriétés mécaniques, à assurer l'uniformité de la dureté et à préparer un traitement ultérieur en profondeur.

TRAITEMENT THERMIQUE DE L'ACIER AISI 4145

• Recuit de l'acier AISI 4145

Le processus de recuit de l'acier AISI 4145 est un recuit complet, qui peut complètement recristalliser la structure de l'acier pour éliminer les défauts de la structure après le forgeage ou le laminage du matériau.

Selon diverses études et démonstrations, la meilleure température de recuit pour l'AISI 4145 est de 820℃, et elle sera refroidie avec le four après avoir été maintenue pendant un temps approprié. La structure finale de l'acier est la ferrite et la perlite, et sa dureté de surface est d'environ 200HBW.

• Trempe et revenu de l'acier AISI 4145

L'acier AISI 4145 peut obtenir des performances globales satisfaisantes grâce à un traitement thermique de trempe et de revenu pour répondre aux exigences des équipements pétroliers.

La température de chauffage et le temps de maintien sont deux éléments importants qui affectent la qualité de la trempe. La structure obtenue après austénitisation réalisée par chauffage va affecter les performances du matériau après trempe.

Pour l'acier AISI 4145, la température de trempe appropriée est comprise entre 840 et 860 °C et le temps de maintien dépend de l'épaisseur du matériau.

Diagramme de trempe en acier AISI 4145H

Le processus de revenu doit être suivi immédiatement après la trempe.Lorsque l'acier 4145 est utilisé comme acier de masse-tige, il doit être trempé à une température élevée de 560 à 630 ° C pour obtenir une sorbite trempée et enfin obtenir de bonnes propriétés mécaniques complètes.

Diagramme de revenu de l'acier AISI 4145H

• Propriété mécanique de l'acier AISI 4145H en condition Q&T

QU'EST-CE QUE LA DÉSIGNATION DE NUANCE D'ACIER AISI 4145H ?

En ce qui concerne les nuances d'acier américaines, l'American Iron and Steel Institute (AISI) et la Society of Automotive Engineers (SAE) font toujours l'objet de conversations. En effet, ces deux institutions sont impliquées dans la normalisation du système de codage numérique de l'acier, et ils ont conçu ensemble un système de numérotation simple : Unified Numbering System, appelé UNS.

Afin d'identifier les aciers spécifiés aux limites de la bande de trempabilité, la lettre suffixe "H" a été ajoutée au numéro de série conventionnel. Dans le système de numérotation unifié (UNS), le "H" apparaît comme préfixe. Ici, contrairement au code UNS G41450 de l'acier 4145, le code UNS de l'acier 4145H est H41450.

Après avoir parlé de la signification de la lettre H, le reste des chiffres est facile à comprendre. Dans la série de FAQ précédente, nous pouvons facilement voir que le 4145H appartient à la série 41XX. Veuillez vous référer au tableau ci-dessous pour plus de détails.

Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, 4145H appartient à l'acier faiblement allié de la série Cr-Mo, et la signification des deux derniers chiffres 45 dans 4145H représente une teneur moyenne en carbone de 0,45%.

QU'EST-CE QUE LE COLLIER DE PERÇAGE ?

Le collier de forage est le composant principal de l'ensemble d'outil de forage qui est installé entre le tube de forage et le foret. Pendant le processus de forage, le collier de forage n'est pas seulement soumis à des contraintes telles que la tension, la compression, la flexion et la torsion, mais également au frottement de la paroi du puits et à l'usure et à la corrosion de l'huile, de la vapeur, de la boue et d'autres fluides.

Assemblage de tige de forage typique

Quelle est la fonction de la masse-tige ?

• Appliquez WOB sur le foret
• Maintenir la tige de forage en tension et assurer la résistance du train de tiges travaillant sous compression
• Réduisez les vibrations, le balancement et le battement du foret, gardez le foret fonctionne en douceur
• Bien contrôler la déviation

Quels sont les types de colliers de forage ?

• Collier de forage ordinaire

Colliers de forage ordinaires, également appelés colliers de forage cylindriques ou colliers de forage intégrés. Le collier de forage est généralement en acier allié ordinaire, la section transversale du corps du tuyau est ronde à l'intérieur et à l'extérieur et les filetages de raccordement sont usinés aux deux extrémités.

• Collier de forage en spirale

La masse-tige en spirale est usinée avec trois rainures en spirale à droite sur la surface cylindrique extérieure de la masse-tige ronde, et le poids est inférieur de 4% à celui de la masse-tige ordinaire de même taille.

Dans le forage directionnel, la masse-tige hélicoïdale réduit la zone de contact avec la paroi du puits et peut empêcher efficacement l'adhérence de la pression différentielle, elle a donc été largement utilisée.

• Collier de forage non magnétique

Les colliers de forage non magnétiques sont principalement utilisés pour la surveillance dans le processus de forage pétrolier, et leur structure est la même que celle des colliers de forage intégrés.

Le matériau a une bonne faible perméabilité magnétique et une bonne usinabilité. Il est forgé par une analyse de composition chimique stricte et le matériau a été testé pour ses propriétés mécaniques afin de garantir que la dureté, la ténacité, la valeur d'impact et la résistance à la corrosion répondent aux normes.

La future tendance des masses-tiges

Les ressources pétrolières et gazières facilement exploitables dans le monde sont épuisées. Les champs de pétrole et de gaz nouvellement découverts ont de mauvaises conditions de forage et des profondeurs de forage accrues, ce qui nécessite des exigences plus élevées pour la fabrication de masses-tiges.

À l'heure actuelle, le développement de nouveaux aciers pour les outils de forage pétrolier et le développement d'aciers à haute résistance et haute ténacité pour les colliers de forage pétrolier attirent de plus en plus l'attention. Tout en améliorant les propriétés mécaniques, l'amélioration de sa résistance à la corrosion par le sulfure d'hydrogène a une importance pratique importante pour prolonger la durée de vie des matériaux et réduire les pertes économiques.

FAQ RAPIDES POUR COLLIER DE FORAGE AISI 4145H

Quelles sont les exigences d'inclusions non métalliques pour les masses-tiges AISI 4145H ?

Les inclusions non métalliques affectent non seulement la pureté de l'acier, mais affectent également les performances du matériau, en particulier en réduisant la plasticité et la résistance aux chocs du matériau.

Pour les masses-tiges AISI 4145H, les inclusions non métalliques doivent répondre aux exigences suivantes

Quelles sont les exigences de trempabilité des masses-tiges AISI 4145H ?

La masse-tige AISI 4145H a des exigences élevées en matière de dureté, de résistance et de ténacité. Nous pouvons comprendre ses performances à travers la courbe de trempabilité. D'une manière générale, l'acier à haute trempabilité a des propriétés mécaniques élevées.

Courbe de trempabilité AISI 4145H

Pour les masses-tiges AISI 4145H, la trempabilité doit répondre aux exigences suivantes

Quelles sont les exigences de structure macroscopique pour les masses-tiges AISI 4145H ?

La structure macroscopique affecte principalement la compacité du matériau, qui à son tour a une grande influence sur l'aptitude au traitement et les propriétés mécaniques de l'acier. Pour les masses-tiges AISI 4145H, la structure macroscopique doit répondre aux exigences suivantes

Comment éviter les taches blanches sur l'acier AISI 4145H ?

En tant qu'acier allié de la série Cr-Mo, AISI 4145H a une forte sensibilité aux points blancs. Afin d'éviter l'apparition de points blancs, nous effectuons généralement un traitement thermique de déshydrogénation sur l'acier forgé AISI 4145H immédiatement. La courbe de traitement thermique est la suivante

Pourquoi utiliser l'acier AISI 4145H au lieu de l'acier AISI 4140 pour les masses-tiges ?

L'acier à masse-tige AISI 4145H est produit selon les normes américaines. En tant qu'acier moyennement carboné faiblement allié, il présente certaines similitudes avec l'acier AISI 4140 en termes de propriétés mécaniques et de corrosion sous contrainte.

Avant les années 1990, l'AISI 4140 était principalement utilisé, mais le 4140 n'était pas satisfaisant en termes de propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion par le sulfure d'hydrogène.

Les bonnes propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion par le sulfure d'hydrogène de l'acier AISI 4145H ont un impact significatif sur l'augmentation de sa durée de vie, la réduction des accidents sur les champs pétrolifères et la réduction des coûts.

COMMENT FABRIQUER DES COLLIERS DE FORAGE AISI 4145H DE HAUTE QUALITÉ ?

L'acier AISI 4145H a de bonnes propriétés mécaniques complètes et une résistance à la corrosion après traitement thermique, et est l'acier à faible alliage à faible teneur en carbone le plus largement utilisé dans l'industrie pétrolière. colliers de forage et matériaux de tiges de forage dans le processus de production de pétrole.

En raison de la particularité du matériau, la qualité des masses-tiges en acier AISI 4145H est difficile à satisfaire. Par conséquent, nous sommes confrontés à la question de savoir comment fabriquer des colliers de forage AISI 4145H de haute qualité, nous aurons alors une bonne discussion sur ce sujet.

À partir de la figure ci-dessus, nous pouvons voir à peu près un organigramme de production de Drill Collar, nous parlerons de quelques points de contrôle importants dans l'organigramme avec de l'acier AISI 4145H.

• Forgeage

Grâce à un processus de forgeage strict, le forgeage d'un matériau 4145H de haute qualité est une condition préalable importante pour la fabrication de masses-tiges de haute qualité.

En contrôlant strictement la température de forgeage, le temps de forgeage et la déformation de forgeage, les dendrites grossières d'origine et les grains colonnaires dans les lingots sont transformés en structures recristallisées équiaxes avec des grains plus fins et une taille uniforme, et cela rend également la ségrégation d'origine, le relâchement, les pores, l'inclusion de laitier compact et fermé dans le lingot d'acier 4145H.

Pour collier de forage AISI 4145H, procédez comme ci-dessous

• Température de forgeage initiale：1150-1180℃
• Température finale de forgeage：au-dessus de 850℃
• Rapport de forgeage：au dessus de 6:1

Après forgeage, la structure en acier 4145H devient plus compacte, ce qui améliore la plasticité et les propriétés mécaniques.

• Traitement thermique

En tant que processus le plus critique, le traitement thermique du matériau AISI 4145H détermine directement si des outils de collier de forage de haute qualité peuvent être fabriqués. Selon les exigences de API SPEC 7-1，AISI 4145H doit être trempé (Q) et revenu (T) pour atteindre les exigences de performance.

Selon notre riche expérience, nous effectuerons à l'avance un traitement thermique de normalisation pour l'AISI 4145H, puis effectuerons un Q&T pour nous assurer que le matériau peut parfaitement répondre aux exigences. Les exigences spécifiques sont indiquées dans le tableau ci-dessous.

• Inspection UT/MT

L'inspection par ultrasons et l'inspection par particules magnétiques sont deux formes d'essais non destructifs. Pour les masses-tiges AISI 4145H, le meilleur moment pour les essais est après le traitement thermique. Les tests par ultrasons inspectent principalement les défauts internes, tandis que les tests par magnétoscopie visent les défauts de surface, principalement la détection des fissures.

L'inspection UT et MT est une méthode importante pour assurer une sécurité et une fiabilité maximales des matériaux AISI 4145H, qui peuvent être strictement mises en œuvre conformément à la clause 11 de l'API SPEC 7-1.

• Test d'échantillonnage

Les performances de l'échantillon de matériau AISI 4145H représentent en fin de compte les performances de la masse-tige du produit final, de sorte que la détection de l'échantillon est également un élément crucial.

Les principes de l'échantillonnage AISI 4145H sont mis en œuvre conformément à la clause 8.2.1 de l'API SPEC 7-1. Après l'échantillonnage, il est transformé en barres de test, et le traitement ultérieur ne peut être poursuivi qu'après la qualification des données de laboratoire.

OÙ POUVEZ-VOUS ACHETER DE L'ACIER AISI 4145H DE HAUTE QUALITÉ ?

Avec quel fabricant devriez-vous travailler ? Waldun est sans aucun doute votre partenaire de confiance. En tant que fabricant de forges AISI 4145H avec plus de 10 ans d'expérience dans la fabrication, personne ne le connaît mieux que nous. Nous sommes capables de fournir des matériaux AISI 4145H de haute qualité selon API SPEC7-1.

Ce que nous fournissons pour l'acier AISI 4145H

Échantillon gratuit d'acier AISI 4145H

Traitement thermique

• Normalisé (+ N)
• Recuit (+A)
• Trempé et revenu (+ QT)

Usinage

Tournage/fraisage/perçage/épluchage/polissage