公锥用钢的讨论

试验室模拟试验和井下打捞试验说明，公锥用钢的淬透性和碳含量（即心部强度）对造扣能力和使用寿命有显著的影响。

根据解剖分析^[3]，由于20CrMo淬透性太低，公锥渗碳淬油后，整个打捞扣外廓相当厚一层是非马氏体组织，不仅降低了耐磨性，而且打捞扣的剪切强度也是很低的。因此，提高公锥用钢的淬透性，其造扣能力和使用寿命也随之大大提高，这是不难理解的。

众所周知，渗碳层的性能和渗碳钢的碳含量无关。因为，不论原始含量是多少，经过渗碳后，表面都能达到要求含量（一般为0.8%～1.1%）。但从表4和表5的数据和井下打捞试验的结果看来，公锥用钢的碳含量对造扣能力和寿命是有显著影响的。这可能因为：①就打捞扣剪断这种失效方式而言，是由于打捞扣的剪切强度过低，为了提高打捞扣剪切强度，不仅渗层强度要高，心部强度也是越高越好；②就打捞扣压陷这种失效方式而言，除了与打捞扣本身的硬度有关外，心部硬度不够，即没有强有力的衬垫，也是重要原因之一。因此，在模拟试验中，大体上有这样一个规律：若淬透性一定，心部碳含量越高，造扣能力和寿命也越高。

公锥的打捞扣呈齿形，齿根厚度3m左右。按0.6～0.9mm的厚度两面渗碳，几乎快渗透，而有些试验用钢的碳含量又高达0.4%左右，人们一定会担心打捞扣的塑性、韧性问题。但模拟试验和现场打捞试验说明，这种担心是不必要的。根据前述打捞作业时的受力分析，打捞扣造扣时，除受切向剪切应力外，还受多向不等压应力，应力状态是比较软的（即t_max/S_max比较大）。这进一步说明，就钻杆打捞公锥这个具体产品而言，提高心部碳含量不仅是必要的，也是可行的。当然，这并不是说，公锥用钢的碳含量越高越好。碳含量过高，势必降低心部塑性、韧性，增加脆断倾向。例如在模拟试验时，曾有一只45SiMn2MoVA模拟公锥在卸扣时扭断。井下打捞试验时也曾在卸扣时扭断一只37SiMn2MoWVA公锥。在现场打捞作业中，必须保证打捞工具本身不断裂。如果公锥断裂，井下事故必然更加恶化。根据对模拟试验和井下打捞试验的综合分析，我们认为，公锥用钢的碳含量在0.25%～0.30%范围较妥。推荐在32SiMn2WVA的基础上，将碳含量降低一点，成为27SiMn2WVA，其化学成分见表11。(www.xing528.com)

表11 27SiMn2WVA化学成分