钛合金钻杆用Ti5Al3VMoZr合金的Tα/β相转变温度研究*

李睿哲，冯 春，李 宁，李双贵

(1.中国石油集团石油管工程技术研究院，石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室 陕西 西安 710077；2.中国石油塔里木油田分公司 新疆 库尔勒 841000；3.中国石化西北油田分公司 新疆 乌鲁木齐 830011)

0 引 言

钛合金钻杆是一种轻合金钻杆，具有强度高、耐蚀性好和耐高温性能优越等特点，对于石油勘探开发的深井、超深井、水平井以及海洋钻井具有广阔的应用前景[1-4]。在国内石油天然气工业中钛合金钻杆的商业化应用尚处于空白，中国石油集团石油管工程技术研究院与中国石油塔里木油田分公司、大庆钻探、渤海能克、中世钛业、宝钛、中南大学等油气田、钻探公司、制造单位、高校等开展了T105、T135系列油气井用钛合金钻杆的研究开发。钛合金钻杆的长度为9～12 m，生产加工制造困难，因此制定合理的热加工工艺对于提高钛合金钻杆管材成材率具有关键作用。而钛合金钻杆的相变温度Tα/β是制定热加工工艺以及热处理工艺的重要技术指标[5-7]。钛合金的相变温度测定方法分为三种，第一种是计算法，主要根据经验公式以及钛合金化元素的体积分数来计算；第二种是通过连续升温金相法，也称作淬火金相法测定；第三种是用差热分析法(DSC)测相变点[8-11]。另外通过热力学计算机软件JMatPro[12]模拟淬火相变过程以及相图评估优化Calphad[13]方法也已被广泛应用。连续升温金相法所测定的钛合金的相变点较准确。本文使用计算法、金相法、DSC差热分析法三种方法分析测试了Ti5Al3VMoZr钛合金钻杆材料的Tα/β相变点，探讨了三种方法的准确性，可用于制定钛合金钻杆的生产制造工艺。……