Aço AISI 4145 / 4145H

FAQ sobre AISI 4145 / 4145H SteelIs

Aço AISI 4145 para colares de perfuração de petróleo?

O aço AISI 4145 possui boas propriedades mecânicas abrangentes e resistência à corrosão após o tratamento térmico, e é o aço de baixa liga de médio carbono mais amplamente utilizado na indústria internacional de petróleo.

Devido à sua boa resistência e tenacidade e resistência à corrosão por H2S, o aço AISI 4145 pode ser usado como material de colar de perfuração no processo de exploração de petróleo e também para a produção de tubos de perfuração de petróleo. Especialmente por sua excelente resistência à corrosão em ambientes de óleo e gás, o aço AISI 4145 também é utilizado na produção de oleodutos.

O aço AISI 4145 é resistente à corrosão?

O aço AISI 4145 é utilizado principalmente na produção de colares de perfuração de petróleo, podendo também ser utilizado na produção de invólucros de petróleo, que são utilizados em ambientes corrosivos em campos de petróleo.

A boa estrutura do aço AISI 4145 (sorbita temperada) pode melhorar a resistência à corrosão. Além disso, o elemento de liga Cr pode ser dissolvido em F, o que pode melhorar a resistência à corrosão, e o elemento Mo também ajuda a melhorar a resistência à corrosão.

O aço AISI 4145 pode ser soldado?

Calculado a partir da composição do AISI 4145, seu CE é de cerca de 0,85, e sua soldabilidade é muito ruim. Na soldagem do aço AISI 4145, o pré-aquecimento antes da soldagem e o tratamento térmico pós-soldagem são obrigatórios. Processo de soldagem rigoroso para AISI 4145 pode garantir a confiabilidade da soldagem.

O que é AISI 4145H?

Ao adicionar “H”, isso significa que o aço AISI 4145 é necessário para garantir a temperabilidade. Na verdade, não há diferença na composição entre o aço AISI 4145H e o aço AISI 4145.

O que é AISI 4145H MOD?

MOD significa Modificar. Portanto, AISI 4145H MOD é uma melhoria com base no aço AISI 4145, que pode ser devido a mudanças na composição ou requisitos de desempenho mais rigorosos.

colar de broca AISI 4145H MOD

Aço AISI 4145 Vs Aço 50CrMo4

Como representante do aço de baixa liga da série Cr-Mo de médio carbono, o AISI 4145 é derivado do padrão americano ASTM A29, enquanto o 50CrMo4 pertence ao padrão europeu EN10083. Em primeiro lugar, vamos dar uma olhada nas diferenças de sua composição. consulte o tabela abaixo.

Da tabela acima, a principal diferença entre os elementos está em C e Mn, e os outros elementos são geralmente muito pequenos. Devido a essas diferenças, o aço 50CrMo4 é superior ao aço AISI 4145 em termos de resistência e temperabilidade, mas seu desempenho de soldagem é relativamente pobre.

O aço AISI 4145 é usado principalmente na indústria do petróleo, como colares de perfuração, tubos de perfuração e oleodutos. Enquanto o 50CrMo4 é usado para peças forjadas que requerem maior resistência ou seção transversal maior do que o aço 42CrMo4, como grandes engrenagens para tração de locomotivas, engrenagens de transmissão do supercharger, eixos traseiros, cilindros do motor, juntas de tubos de perfuração de poços de petróleo de 1200~2000m de profundidade e ferramentas de pesca, etc.

PROCESSO DE PRODUÇÃO DO AÇO AISI 4145H

O aço AISI 4145H adota design de composição apropriado e tecnologia de produção avançada para obter boas propriedades mecânicas, de modo que possa atender aos requisitos de desempenho do aço 4145H no processo de perfuração de petróleo.

O processo de produção do aço AISI 4145H:

Pré-tratamento de aço fundido →Conversor→LF→RH→Fundição contínua-fundição contínua→Entrega a quente→Aquecimento→Laminação a quente/Forjamento→Preservação de calor→Endireitamento→Recozimento→Retificação→Inspeção→Entrega

A fim de obter um blank de fundição uniforme e compacto, no processo de fundição do aço fundido, ele passa por tratamento de dessulfuração por pulverização de pó à base de magnésio, agitação com gás inerte, tratamento de desgaseificação a vácuo e elemento de microliga V/Ti para tratar as inclusões no aço .

No processo de fundição, deve-se prestar atenção à combinação de C e Cr, Mn, Mo e outros elementos. Esses meios garantem que os elementos de liga no aço sejam uniformes e uma estrutura de ferrita mais uniforme pode ser obtida.

A tecnologia de laminação controlada e resfriamento controlado pode ajudar a melhorar as propriedades mecânicas do aço 4145H, torná-lo com boas propriedades mecânicas, garantir a uniformidade da dureza e prepará-lo para o processamento profundo subsequente.

TRATAMENTO TÉRMICO DE AÇO AISI 4145

• Recozimento do Aço AISI 4145

O processo de recozimento do aço AISI 4145 é o recozimento completo, que pode recristalizar completamente a estrutura do aço para eliminar os defeitos na estrutura após o material ser forjado ou laminado.

De acordo com vários estudos e demonstrações, a melhor temperatura de recozimento para AISI 4145 é 820 ℃, e será resfriada com o forno após ser mantida por um tempo apropriado. A estrutura final do aço é ferrita e perlita, e sua dureza superficial é de cerca de 200HBW.

• Têmpera e Revenimento de Aço AISI 4145

O aço AISI 4145 pode obter desempenho geral satisfatório por meio de tratamento térmico de têmpera e revenido para atender aos requisitos de equipamentos de petróleo.

A temperatura de aquecimento e o tempo de espera são duas partes importantes que afetam a qualidade da têmpera. A estrutura obtida após a austenitização obtida por aquecimento afetará o desempenho do material após a têmpera.

Para o aço AISI 4145, a temperatura de têmpera adequada está entre 840-860ºC, e o tempo de espera depende da espessura do material.

Diagrama de têmpera do aço AISI 4145H

O processo de revenimento deve ser seguido após a têmpera imediatamente. Quando o aço 4145 é usado como aço de colar de broca, ele precisa ser revenido a uma temperatura alta de 560-630ºC para obter sorbita revenida e, finalmente, obter boas propriedades mecânicas abrangentes.

Diagrama de têmpera de aço AISI 4145H

• Propriedade mecânica do aço AISI 4145H em condição Q&T

O QUE É A DESIGNAÇÃO DE GRAU DE AÇO AISI 4145H?

Quando se trata de tipos de aço dos EUA, o American Iron and Steel Institute (AISI) e a Society of Automotive Engineers (SAE) são sempre assunto de conversa. Na verdade, essas duas instituições estão envolvidas na padronização do sistema de codificação digital do aço e eles projetaram em conjunto um sistema de numeração simples: Unified Numbering System, conhecido como UNS.

Como forma de identificar os aços especificados nos limites da banda de temperabilidade, o sufixo “H” foi acrescentado ao número de série convencional. No Sistema de Numeração Unificado (UNS), o “H” aparece como um prefixo. Aqui, ao contrário do código UNS G41450 do aço 4145, o código UNS do aço 4145H é H41450.

Depois de falar sobre o significado da letra H, o restante dos números fica fácil de entender. Da série de perguntas frequentes anterior, podemos ver facilmente que o 4145H pertence à série 41XX. Consulte a tabela abaixo para obter detalhes.

Como pode ser visto na tabela acima, 4145H pertence ao aço de baixa liga da série Cr-Mo, e o significado dos dois últimos dígitos 45 em 4145H representa um teor médio de carbono de 0,45%.

O QUE É DRILL COLLAR?

O colar de perfuração é o principal componente do conjunto da ferramenta de perfuração que é instalado entre o tubo de perfuração e a broca. Durante o processo de perfuração, o colar de perfuração não é apenas submetido a tensões como tensão, compressão, flexão e torção, mas também também ao atrito da parede do poço e ao desgaste e corrosão do óleo, vapor, lama e outros meios.

Conjunto Típico da Haste de Perfuração

Qual é a função do colar de perfuração?

• Aplique WOB na broca
• Mantenha o tubo de perfuração em tensão e garanta a resistência da coluna de perfuração trabalhando sob compressão
• Reduza a vibração, balanço e batida da broca, mantenha a broca funcionando sem problemas
• Desvio do poço de controle

Quais são os tipos de colares de broca?

• colar de broca comum

Colares de broca comuns, também conhecidos como colares de broca cilíndricos ou colares de broca integrais. O colar de broca é geralmente feito de liga de aço comum, a seção transversal do corpo do tubo é redonda por dentro e por fora, e as roscas de conexão são usinadas em ambas as extremidades.

• colar de broca espiral

O colar de broca espiral é usinado com três ranhuras espirais direitas na superfície cilíndrica externa do colar de broca redondo, e o peso é 4% menor que o do colar de broca comum do mesmo tamanho.

Na perfuração direcional, o colar de perfuração helicoidal reduz a área de contato com a parede do poço e pode efetivamente prevenir a aderência de pressão diferencial, por isso tem sido amplamente utilizado.

• colar de broca não magnético

Os colares de perfuração não magnéticos são usados principalmente para monitoramento no processo de perfuração de petróleo, e sua estrutura é a mesma dos colares de perfuração integrais.

O material tem boa permeabilidade magnética baixa e boa usinabilidade. É forjado por meio de uma rigorosa análise de composição química, e o material foi testado quanto às propriedades mecânicas para garantir que a dureza, tenacidade, valor de impacto e resistência à corrosão atendam aos padrões.

A tendência futura dos colares de perfuração

Os recursos de petróleo e gás que podem ser facilmente explorados no mundo se esgotaram. Os campos de petróleo e gás recém-descobertos têm más condições de perfuração e profundidades de perfuração aumentadas, o que exige requisitos mais elevados para a fabricação de colares de perfuração.

Atualmente, o desenvolvimento de novos aços para ferramentas de perfuração de petróleo e o desenvolvimento de aços de alta resistência e alta tenacidade para colares de perfuração de petróleo têm atraído cada vez mais atenção. Ao melhorar as propriedades mecânicas, melhorar sua resistência à corrosão por sulfeto de hidrogênio tem um significado prático importante para prolongar a vida útil dos materiais e reduzir as perdas econômicas.

PERGUNTAS RÁPIDAS PARA O COLAR DE BROCA AISI 4145H

Quais são os requisitos de inclusão não metálica para colares de perfuração AISI 4145H?

As inclusões não metálicas não afetam apenas a pureza do aço, mas também afetam o desempenho do material, reduzindo especialmente a plasticidade e a tenacidade ao impacto do material.

Para colares de broca AISI 4145H, as inclusões não metálicas devem atender aos seguintes requisitos

Quais são os requisitos para temperabilidade dos colares de broca AISI 4145H?

O colar de broca AISI 4145H tem altos requisitos de dureza, resistência e tenacidade. Podemos entender seu desempenho através da curva de temperabilidade. De um modo geral, o aço com alta temperabilidade possui altas propriedades mecânicas.

Curva de temperabilidade AISI 4145H

Para colares de broca AISI 4145H, a temperabilidade deve atender aos seguintes requisitos

Quais são os requisitos de estrutura macroscópica para os colares de perfuração AISI 4145H?

A estrutura macroscópica afeta principalmente a compacidade do material, que por sua vez tem grande influência na processabilidade e nas propriedades mecânicas do aço. Para os colares de broca AISI 4145H, a estrutura macroscópica deve atender aos seguintes requisitos

Como prevenir manchas brancas no aço AISI 4145H?

Como uma liga de aço da série Cr-Mo, AISI 4145H tem forte sensibilidade a manchas brancas. Para evitar a ocorrência de manchas brancas, geralmente fazemos um tratamento térmico de desidrogenação no aço AISI 4145H forjado imediatamente. A curva de tratamento térmico é a seguinte

Por que usar aço AISI 4145H em vez de aço AISI 4140 para colares de broca?

O aço para colar broca AISI 4145H é produzido de acordo com as normas americanas. Por ser um aço de média e baixa liga de carbono, possui algumas semelhanças com o aço AISI 4140 em termos de propriedades mecânicas e corrosão sob tensão.

Antes da década de 1990, o AISI 4140 era mais usado, mas o 4140 não era satisfatório em termos de propriedades mecânicas e resistência à corrosão por sulfeto de hidrogênio.

As boas propriedades mecânicas e a resistência à corrosão por sulfeto de hidrogênio do aço AISI 4145H têm um impacto significativo no aumento de sua vida útil, na redução de acidentes em campos petrolíferos e na redução de custos.

COMO FAZER COLAR DE BROCA AISI 4145H DE ALTA QUALIDADE?

O aço AISI 4145H tem boas propriedades mecânicas abrangentes e resistência à corrosão após o tratamento térmico, e é o aço de baixa liga de médio carbono mais amplamente utilizado na indústria do petróleo. colares de perfuração e materiais de tubos de perfuração no processo de produção de petróleo.

Devido à particularidade do material, a qualidade dos colares de broca feitos de aço AISI 4145H é difícil de satisfazer. Portanto, nos deparamos com a questão de como fabricar colares de broca AISI 4145H de alta qualidade, então teremos uma boa discussão sobre este tópico.

A partir da figura acima, podemos ver aproximadamente um fluxograma de produção do Drill Collar, falaremos sobre alguns pontos de controle importantes no fluxograma com aço AISI 4145H.

• Forjamento

Através de um rigoroso processo de forjamento, forjar material 4145H de alta qualidade é um pré-requisito importante para a fabricação de colares de perfuração de alta qualidade.

Controlando estritamente a temperatura de forjamento, o tempo de forjamento e a deformação de forjamento, os dendritos grosseiros originais e os grãos colunares nos lingotes são transformados em estruturas recristalizadas equiaxiais com grãos mais finos e tamanho uniforme, e também faz a segregação original, frouxidão, poros, inclusão de escória compacto e fechado no lingote de aço 4145H.

Para colar de broca AISI 4145H, processe conforme abaixo

• Temperatura inicial de forjamento：1150-1180 ℃
• Temperatura Final de Forjamento：acima de 850 ℃
• Relação de Forjamento：acima de 6:1

Depois de forjada, a estrutura de aço 4145H torna-se mais compacta, o que melhora a plasticidade e as propriedades mecânicas.

• Tratamento térmico

Como o processo mais crítico, o tratamento térmico do material AISI 4145H determina diretamente se ferramentas de colar de perfuração de alta qualidade podem ser fabricadas. De acordo com os requisitos de API SPEC 7-1，AISI 4145H deve ser temperado (Q) e revenido (T) para atingir os requisitos de desempenho.

De acordo com nossa rica experiência, faremos tratamento térmico de normalização para AISI 4145H com antecedência e, em seguida, Q&T para garantir que o material possa atender perfeitamente aos requisitos. Os requisitos específicos são mostrados na tabela abaixo.

• Inspeção UT/MT

A inspeção ultrassônica e a inspeção por partículas magnéticas são formas de teste não destrutivo. Para colares de perfuração AISI 4145H, o melhor momento para o teste é após o tratamento térmico. O teste ultrassônico inspeciona principalmente defeitos internos, enquanto o teste de partículas magnéticas visa defeitos de superfície, principalmente a detecção de rachaduras.

A inspeção UT e MT é um método importante para garantir a máxima segurança e confiabilidade dos materiais AISI 4145H, que podem ser rigorosamente implementados de acordo com a cláusula 11 da API SPEC 7-1.

• Teste de Amostragem

O desempenho da amostra de material AISI 4145H representa, em última análise, o desempenho do colar de perfuração do produto final, portanto, a detecção da amostra também é uma parte crucial.

Os princípios da amostragem AISI 4145H são implementados de acordo com a cláusula 8.2.1 da API SPEC 7-1. Após a amostragem, ela é processada em barras de teste, e o processamento subsequente só pode ser continuado após a qualificação dos dados laboratoriais.

ONDE COMPRAR AÇO AISI 4145H DE ALTA QUALIDADE?

Com qual fabricante você deve trabalhar? Sem dúvida, Waldun é seu parceiro de confiança. Como fabricante de forja AISI 4145H com mais de 10 anos de experiência em fabricação, ninguém está mais familiarizado com ela do que nós. Somos capazes de fornecer material AISI 4145H de alta qualidade de acordo com API SPEC7-1.

O que fornecemos para o aço AISI 4145H

Amostra Grátis de Aço AISI 4145H

Tratamento térmico

• Normalizado (+ N)
• Recozido(+A)
• Temperado e Revenido (+QT)

Usinagem

Torneamento/Fresamento/Perfuração/Descamação/Polimento