隨著中國油田開（kāi）采年限的增加、海（hǎi）上（shàng）油氣開發（fā）以及油田高（gāo）壓開（kāi）采等技術的推（tuī）廣，抽油杆的服（fú）役環境朝愈加惡劣的深井、腐蝕等方向發展。目前普（pǔ）遍采用的20CrMo、30CrMo和35CrMo材（cái）質製造的抽油杆斷裂（liè）事故（gù）不斷發生，嚴重影響了原油產量，增加了修井費用，提高了原油成本。因此，對抽油杆用鋼的強度和（hé）耐腐蝕能力提出了（le）更高的要求。科研人員（yuán）設計了一種低（dī）碳中鉻鋼（9Cr鋼（gāng）），Cr的質量分數約為9%，這（zhè）一含量高於耐候鋼低於不鏽鋼，以保證在獲得良好力學性能和耐蝕性的同時，可有效降低生產成本。通過研究其（qí）在不同冷速下的相變規律，以及不同奧氏體化（huà）溫度下的顯微組織和力學性能，總結冷（lěng）卻速度與奧氏體化溫度對9Cr鋼的影響，對未（wèi）來生（shēng）產這一新型抽油（yóu）杆用設定熱處理工（gōng）藝提供指導。
試驗用鋼采用25kg真（zhēn）空感應爐冶煉，鑄坯經1200℃保溫1h後鍛造成Φ25.4mm×2m的鋼棒，終鍛溫（wēn）度為（wéi）900℃，鍛後空冷至室溫，試驗鋼（gāng）化（huà）學成分（質量分數，%）：C0.082，Cr9.140，Si0.230，Mn0.150，P0.005，S0.002。
從鋼棒上切取熱膨（péng）脹試樣，在（zài）100s升溫時間內將熱膨脹試樣（yàng）迅速加熱至860℃，經過（guò）5min保溫後，在5s時間內將溫度（dù）降（jiàng）至（zhì）Ac3溫度，再分別以0.03、0.06、0.14、0.28、0.81、1.62、4.05、8.10和16.2℃/s連續冷卻至室溫，根據熱膨脹曲線，利用切線法測定試驗鋼在不同冷卻速度下的相變（biàn）溫度，結（jié）合金相和硬（yìng）度試（shì）驗作（zuò）出（chū）連續（xù）冷卻轉變曲線，並根據相變規律估畫組織（zhī）演變鼻點（diǎn）。對鋼棒分別加熱至860和1000℃進行保溫20min的奧氏體化處理，然後空冷（lěng）至室溫，最後（hòu）加熱至200℃回火1h。利（lì）用OM、SEM、TEM、XRD和室溫拉伸（shēn）對比研究不同熱處理溫度下9Cr鋼的顯微組織及力學性能。
研究表明，隨（suí）著冷卻速度增加，9Cr鋼發（fā）生（shēng）鐵素體/珠光體相變、貝氏體相變，其中馬氏體相變臨界冷速為1.6℃/s；860℃熱（rè）處理後9Cr鋼的顯微組織為板條貝氏體/馬（mǎ）氏（shì）體和少量等軸（zhóu）鐵素體，並有4%的殘（cán）餘奧氏體；奧氏體化溫度升（shēng）至（zhì）1000℃後，奧氏體（tǐ）晶粒尺寸增加（jiā），9Cr鋼中的鐵素體幾乎消失，板（bǎn）條特征更加明顯，力學性能與860℃熱處理後基（jī）本相同，均達（dá）到HL級抽油杆鋼的要（yào）求，說明9Cr鋼具有較寬的奧（ào）氏體化溫（wēn）度窗口。
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