第33卷第6期Volume33Number62023年6月June2023中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals固溶时效对Ti-5Al-3V-1Mo-1Zr钛合金钻杆组织演变及力学性能的影响冯春1，宋文文1，张凯1，刘洪涛2，赵密锋2，朱丽娟1，刘会群3，刘乐1(1.中国石油集团工程材料研究院有限公司石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室，西安710077；2.中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司，库尔勒841000；3.中南大学材料科学与工程学院，长沙410083)摘要：利用激光共聚焦显微镜(CLSM)、电子扫描显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等手段分析相变点上两阶段固溶时效(TSSA)对Ti-5Al-3V-1Mo-1Zr钛合金钻杆片层组织演变规律及力学性能的影响。结果表明：通过采用相变点上TSSA工艺获得了全片层转变组织，随时效温度的升高，全片层转变组织的晶界α相平均宽度由5.5μm增至9.0μm，集束内的α片层平均宽度由2.75μm增至3.95μm，材料抗拉和屈服强度变化幅度均小于0.15MPa/℃；与原始挤压态相比，钛合金的冲击功增加74.07%，材料冲击功与α片宽度满足Hall−Petch关系；经(1000℃,1h,炉冷(FC))→(600℃,1h,空冷(AC))+(550℃,6h,AC)热处理后钛合金具有良好的综合性能匹配，其屈服强度为894MPa，夏比V型缺口冲击功(−20℃)为46J，伸长率为7.5%。关键词：Ti-5Al-3V-1Mo-1Zr；钛合金钻杆；相变点；固溶时效；片层组织；力学性能文章编号：1004-0609(2023)-06-1795-09中图分类号：TG146.23文献标志码：A引文格式：冯春,宋文文,张凯,等.固溶时效对Ti-5Al-3V-1Mo-1Zr钛合金钻杆组织演变及力学性能的影响[J].中国有色金属学报,2023,33(6):1795−1803.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43400FENGChun,SONGWen-wen,ZHANGKai,etal.EffectofsolutionagingonmicrostructureevolutionandmechanicalpropertiesofTi-5Al-3V-1Mo-1Zrtitaniumdrillpipe[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2023,33(6):1795−1803.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43400钛合金钻杆具有密度低、强度极限高、耐腐蚀性和疲劳性能好等优点，属于石油钻具高端产品，可以满足深井、超深井、超短半径井等复杂工况井的开采需求[1−3]。目前，国内钛合金钻杆尚处于研发试制阶段，日益苛刻的石油钻采服役工况要求其具备更优异的综合性能。实际服役过程中钛合金钻杆同时承受轴向静载和旋转弯曲复合动载，因此需要同时满足高强与高韧性能，以保证复杂苛刻条件下钻井工程的安全...
