牙轮钻头的寿命对钻井效率有很大影响，各国都投入很大力量研究提高钻头寿命，牙轮钻头用钢是影响其使用的主要因素之一。
国外制造牙轮钻头的厂家很多，但质量和寿命上首屈一指的是美国Hughes工具公司。Hughes公司十分重视钻头用钢的研究和发展。20世纪30年代末，Hughes公司和一家钢厂共同发展了SAE 4815钢，并用于牙轮钻头。1951年，第一批采用烧结碳化钨齿的滚动体牙轮钻头投入市场，采用的是经过改进、淬透性略高的SAE 4815钢。1970年起，Hughes公司和Climax公司合作，采用EX30代替SAE 4815和8720，EX30含镍量较低，作为牙轮用钢，它稍优于SAE 4815而比SAE 8720好得多，提高了钻头寿命，降低了成本。自1972年起，Hughes公司再次与Climax公司合作，经过几年努力，研制了高淬透性的新渗碳钢EX55，它的镍和钼含量均有所提高，Ni1.65%～2.00%，Mo0.65%～0.80%。经渗碳、淬火和回火后，EX55的心部硬度为41HRC，其断裂韧性和渗层抗冲击性能比其他钢种高得多。用不变的冲击能量4J使渗层齿形试样承受多次冲击，而SAE 8620钢试样冲击8次即断裂，而SAE 4817钢能经受550次，EX55则在断裂前经受了1000次冲击。80年代初，又将牙轮钻头用钢的镍含量提高到4.8%～5.3%，研制成功EX 9310钢，其化学成分是C0.15%～0.21%，Mn0.35%～0.60%，Ni4.8%～5.3%，Mo0.2%～0.3%。这种钢可直接以渗碳温度淬火而不产生大的碳化物，也没有大量残余奥氏体出现。Hughes工具公司用这种钢生产牙轮钻头，其性能得到进一步改善。(www.xing528.com)
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