隨著中國油田開采年限的增加、海上油氣開發以及油田高壓開（kāi）采等技（jì）術的（de）推廣，抽油杆（gǎn）的服役環境朝愈加惡劣（liè）的深井、腐蝕等方（fāng）向發展。目前普遍采用的20CrMo、30CrMo和35CrMo材質製造的（de）抽油杆斷裂事故不斷發生，嚴重影響了原油產量，增加（jiā）了修井費用，提高（gāo）了原油成本。因此，對抽油杆用鋼的強度和耐腐蝕能力提出了更高的要求。科研人員設計了一種低碳中鉻鋼（9Cr鋼），Cr的質量分數約（yuē）為9%，這一含量高於耐候鋼低於不鏽鋼（gāng），以保證在獲得良好力（lì）學（xué）性能和耐蝕性的同時，可有效（xiào）降（jiàng）低生產成本。通過（guò）研究其在不同冷速下的相變規律，以（yǐ）及（jí）不同奧氏體化溫度下（xià）的顯微組織和力學性能，總（zǒng）結冷卻速度與奧氏（shì）體化溫（wēn）度對9Cr鋼的影響，對未來生產這一新型抽油杆用設定熱處理工藝提供指導。
試驗用鋼采用25kg真空（kōng）感應爐冶煉，鑄坯經1200℃保溫1h後（hòu）鍛造成Φ25.4mm×2m的鋼棒，終鍛（duàn）溫（wēn）度為900℃，鍛後空冷至室溫，試驗鋼化學成分（質量（liàng）分數（shù），%）：C0.082，Cr9.140，Si0.230，Mn0.150，P0.005，S0.002。
從鋼棒上切取熱（rè）膨脹試樣，在100s升溫（wēn）時間內將熱膨脹試樣迅速加熱（rè）至860℃，經過5min保溫後，在5s時間內將溫度降至Ac3溫（wēn）度（dù），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（xù）冷卻（què）至（zhì）室溫，根據熱膨脹曲線，利用切線法測定試驗鋼（gāng）在不同冷卻速度下的相變溫度，結合金相和硬度試驗作出連續冷卻轉變曲線，並根據相變規律估（gū）畫組織演變鼻點。對鋼棒分別加熱至860和1000℃進行（háng）保溫20min的奧氏（shì）體化處理，然後空（kōng）冷至室溫，最後（hòu）加熱至200℃回火1h。利用OM、SEM、TEM、XRD和室溫拉伸對（duì）比研究不同（tóng）熱處理溫度下9Cr鋼的顯（xiǎn）微組織及力學性能。
研究表明，隨著冷卻速度增加，9Cr鋼發生鐵素體/珠（zhū）光體相變、貝氏體相變，其中馬氏體相變臨界（jiè）冷速為1.6℃/s；860℃熱處理（lǐ）後9Cr鋼的顯微組（zǔ）織為板條貝氏體/馬氏體和少量等軸鐵素體（tǐ），並（bìng）有4%的殘餘奧氏體；奧（ào）氏體化溫度升至1000℃後，奧氏體晶粒尺寸增加，9Cr鋼中的鐵素體幾乎消失，板條特征更加明顯，力學性能與860℃熱處理後基本相同（tóng），均達到HL級抽油杆鋼的要求，說明9Cr鋼具有較寬的奧氏（shì）體化溫度窗口。
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