隨著中國油田開采年（nián）限的增加、海上油氣開發以及油田高壓開采等技術的推廣，抽油杆的服役環境朝愈加惡劣的深井、腐蝕等方向發展。目前普遍采用的20CrMo、30CrMo和35CrMo材質製造的抽油杆（gǎn）斷裂事故（gù）不斷發生，嚴重影響了原油產（chǎn）量，增加了修井費用，提高了原油成本。因此，對抽油杆用鋼（gāng）的強（qiáng）度（dù）和耐腐蝕（shí）能力（lì）提出了更（gèng）高（gāo）的要求。科研人員設計了一種低碳中鉻鋼（9Cr鋼），Cr的質量分數約為（wéi）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。通過研究其在不同冷（lěng）速（sù）下的相變規律，以及不同奧氏體化溫度下的顯微組織（zhī）和力學性能，總結冷卻速度與奧氏體化（huà）溫（wēn）度對9Cr鋼的（de）影響，對未（wèi）來生產這一新型抽油杆用設（shè）定熱處理工藝提供（gòng）指導。
試驗用鋼采用25kg真空感應爐冶煉，鑄坯經1200℃保溫1h後鍛造成Φ25.4mm×2m的鋼棒，終鍛溫度為（wéi）900℃，鍛後空冷至室溫，試驗鋼化學成分（質量分數，%）：C0.082，Cr9.140，Si0.230，Mn0.150，P0.005，S0.002。
從鋼棒上切取熱膨脹試樣，在100s升溫時間（jiān）內將熱膨脹試樣迅速加（jiā）熱至（zhì）860℃，經過5min保溫後，在5s時間內將溫（wēn）度降至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（lěng）卻至室溫，根據熱膨脹曲線，利用切線法測定試驗鋼在不（bú）同（tóng）冷卻速度下的相變溫度，結（jié）合金相（xiàng）和硬度試驗（yàn）作出連續冷卻轉變曲線，並根（gēn）據相變規律估畫組織演變（biàn）鼻點。對鋼棒分別（bié）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，最後加熱至200℃回火1h。利用OM、SEM、TEM、XRD和室溫拉伸對比研究不同（tóng）熱處理（lǐ）溫度下9Cr鋼的顯微組織及力（lì）學性能（néng）。
研究表明，隨著冷卻速度增加，9Cr鋼發生鐵素體/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℃熱處（chù）理後9Cr鋼的（de）顯微組織為板條貝氏（shì）體/馬氏體和少量等軸鐵（tiě）素體，並有4%的殘餘奧氏體；奧氏體化溫度升至1000℃後，奧氏體晶（jīng）粒尺寸增加，9Cr鋼中的（de）鐵素體幾（jǐ）乎（hū）消失（shī），板（bǎn）條特征更加明顯，力學性能與860℃熱處理後基本相同，均達到HL級抽油杆鋼（gāng）的要求（qiú），說明9Cr鋼（gāng）具（jù）有較（jiào）寬的奧氏體化溫度窗口。
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