隨著(zhu)大(da)量超(chao)深井(jing)鉆(zhan)(zhan)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)制(zhi)應用，鉆(zhan)(zhan)機提升系統載(zai)荷越(yue)來越(yue)大(da)，對絞車(che)(che)剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安全性、穩定性要求越(yue)來越(yue)高。通常絞車(che)(che)剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)系統由主剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)和輔助剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)組成(cheng)。剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)轂(gu)作為(wei)鉆(zhan)(zhan)機、修井(jing)機絞車(che)(che)剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)系統主剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵受力(li)部(bu)件，受力(li)狀況惡劣，極易損壞。以帶式水冷剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)為(wei)例，在(zai)鉆(zhan)(zhan)機作業時(shi)(shi)，從剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)起到終了這段時(shi)(shi)間，剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)轂(gu)表面溫度(du)可達(da)650℃，在(zai)內循環水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)轂(gu)溫度(du)迅速降低，如此交替循壞。剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)轂(gu)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)交變熱(re)應變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)，通過(guo)空(kong)位聚集形成(cheng)龜(gui)裂(lie)紋；同(tong)時(shi)(shi)，在(zai)高溫下(xia)硬度(du)下(xia)降，摩擦副易于互溶，材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化速率(lv)加大(da)，從而使得磨(mo)(mo)損率(lv)增加。剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)轂(gu)在(zai)激(ji)冷激(ji)熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工況下(xia)工作，主要失效形式是(shi)熱(re)疲勞表面龜(gui)裂(lie)和磨(mo)(mo)損。

　　為了(le)適(shi)應超深井鉆(zhan)探(tan)的(de)(de)要求，針對絞車剎車轂(gu)(gu)過(guo)度磨(mo)(mo)(mo)損和(he)熱(re)疲勞開(kai)裂做了(le)大量的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)。一(yi)方面(mian)，通(tong)(tong)(tong)過(guo)工(gong)(gong)藝(yi)革新(xin)，改(gai)善材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)耐磨(mo)(mo)(mo)損性(xing)能(neng)，延長剎車轂(gu)(gu)使用(yong)壽命(ming)。如在(zai)Q345A基體上堆焊一(yi)層耐磨(mo)(mo)(mo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，提(ti)高(gao)剎車轂(gu)(gu)耐磨(mo)(mo)(mo)性(xing)，或采用(yong)鑄造組(zu)織(zhi)代替，通(tong)(tong)(tong)過(guo)鍛造獲(huo)得更加致密(mi)、細小均勻(yun)的(de)(de)組(zu)織(zhi)，從而(er)(er)提(ti)高(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)耐磨(mo)(mo)(mo)損性(xing)能(neng)。另一(yi)方面(mian)，研制新(xin)型(xing)(xing)耐磨(mo)(mo)(mo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)、復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，如通(tong)(tong)(tong)過(guo)在(zai)Cr-Mo鋼中(zhong)添加稀(xi)土，改(gai)善剎車轂(gu)(gu)的(de)(de)耐磨(mo)(mo)(mo)損性(xing)能(neng)和(he)熱(re)強(qiang)性(xing)，提(ti)高(gao)剎車轂(gu)(gu)的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)。但堆焊的(de)(de)方式生產效率低(di)，通(tong)(tong)(tong)常只(zhi)作(zuo)為剎車轂(gu)(gu)磨(mo)(mo)(mo)損后的(de)(de)尺寸修(xiu)復(fu)；鍛造剎車轂(gu)(gu)需要大型(xing)(xing)的(de)(de)碾環設備(bei)，而(er)(er)且需要增(zeng)(zeng)加加熱(re)工(gong)(gong)序(xu)，增(zeng)(zeng)加了(le)生產成本(ben)；Cr-Mo鋼含有貴金屬，增(zeng)(zeng)加了(le)材(cai)(cai)料(liao)(liao)成本(ben)。因此，研制新(xin)型(xing)(xing)低(di)成本(ben)、高(gao)耐磨(mo)(mo)(mo)的(de)(de)鑄造剎車轂(gu)(gu)用(yong)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，延長剎車轂(gu)(gu)使用(yong)壽命(ming)，極具(ju)工(gong)(gong)程意義。

　　本文(wen)(wen)采用的(de)(de)Mn-V合(he)金(jin)是由(you)國內(nei)某石油裝備公司自主研發的(de)(de)新材(cai)(cai)料(liao)，它具有較好的(de)(de)熱強性(xing)、耐磨(mo)性(xing)，能(neng)(neng)夠滿足剎(cha)車轂(gu)惡劣工況的(de)(de)使用要求，自投產以來(lai)，取得了良好的(de)(de)經濟效(xiao)益。但是通過作(zuo)者調研和油田(tian)統計數據發現，該材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在(zai)長期使用過程(cheng)中易產生開(kai)裂，在(zai)一(yi)定程(cheng)度(du)上(shang)影響(xiang)了該材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)應用。本文(wen)(wen)通過對該材(cai)(cai)料(liao)焊接(jie)(jie)試樣(yang)進(jin)行(xing)分(fen)析，以期改善該材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)焊接(jie)(jie)性(xing)能(neng)(neng)。

　　實驗試板(ban)采(cai)用堿(jian)性酚(fen)醛樹脂(zhi)砂(sha)(sha)型鑄造(zao)而成(cheng)(cheng)。樹脂(zhi)砂(sha)(sha)配(pei)比為(wei)(wei)樹脂(zhi)占1.6%，固化劑占0.4%，其余為(wei)(wei)砂(sha)(sha)。砂(sha)(sha)為(wei)(wei)新(xin)砂(sha)(sha)舊(jiu)砂(sha)(sha)混(hun)合使用，新(xin)砂(sha)(sha)和舊(jiu)砂(sha)(sha)配(pei)比為(wei)(wei)1:3。鑄件切(qie)割冒口(kou)后進行(xing)1100℃正(zheng)火(huo)處理。正(zheng)火(huo)保(bao)溫時間為(wei)(wei)6h。正(zheng)火(huo)后鑄件毛坯機加工成(cheng)(cheng)530mm×180mm×25mm的試板(ban)，開60°V型坡口(kou),采(cai)用Φ1.2mm的JQ?MG50-6焊絲進行(xing)GMAW多層(ceng)(ceng)多道焊。焊前試樣(yang)預(yu)熱150℃，控制層(ceng)(ceng)間溫度(du)不大于300℃，焊后緩冷。

　　剎車(che)轂(gu)用(yong)Mn-V鋼焊后接(jie)(jie)頭(tou)存在(zai)一定程度(du)(du)(du)的(de)淬硬性(xing)，易導致接(jie)(jie)頭(tou)脆性(xing)開裂(lie)。焊后對接(jie)(jie)頭(tou)進(jin)行時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)，焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)塑韌性(xing)得到改(gai)善(shan)，通過(guo)(guo)第二相強化和(he)細(xi)晶強化，提高了接(jie)(jie)頭(tou)的(de)綜合力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)。在(zai)500℃時(shi)效(xiao)30min，試(shi)樣(yang)獲得最佳的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)，屈(qu)服強度(du)(du)(du)達到560MPa，抗拉強度(du)(du)(du)達到715MPa。熱影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)是整個接(jie)(jie)頭(tou)的(de)薄弱(ruo)環節(jie)，拉伸試(shi)樣(yang)均斷裂(lie)在(zai)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)熱影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)。對剎車(che)轂(gu)焊后進(jin)行時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)可以改(gai)善(shan)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)塑韌性(xing)，時(shi)效(xiao)后接(jie)(jie)頭(tou)由脆性(xing)斷裂(lie)轉為韌性(xing)斷裂(lie)。時(shi)效(xiao)溫度(du)(du)(du)超過(guo)(guo)300℃，時(shi)效(xiao)時(shi)間為30min時(shi)，即體現為塑性(xing)斷裂(lie)。