射孔是石油勘探和开发工程中十分重要的一项技术,对石油的采收率有明显影响。在进行射孔作业时,射孔枪管既要定位射孔方向又要在爆炸过程中保护油层套管,所以对其尺寸精度、内外表面质量和力学性能的要求非常高,我国以前全部依靠从德国进口。本论文根据实际生产需要,设计并开发了一种新型的射孔枪管用钢27CrMo,在原有的Cr-Mo系低碳低合金钢的基础上添加了V等微合金元素。通过严格控制冶炼、精炼等工艺参数,使各元素含量满足设计要求。根据实际情况设计轧制工艺,经斜轧将坯料轧制成Φ134.3mm×9.51mm规格的管材。为了制定合理的热处理工艺,用示差热分析仪对其相变点进行了测定,最终选择880℃~960℃为淬火加热温度,保温时间为40min和70min,水冷。选择820℃~860℃为亚温淬火加热温度,保温40min后水冷。在520℃~620℃进行高温回火,保温时间为80min,空冷。采用光学显微镜和扫描电镜对不同工艺处理后的组织、相组成、断口进行了分析,并通过能谱仪对断口夹杂物进行表征。通过测定硬度、拉伸和冲击试验测定钢的各项力学性能,研究其力学性能的影响因素。将实验钢加热到700℃~940℃之间的9个温度,对其平衡组织进行研究。试验结果表明:实验钢在轧态时组织为粒状贝氏体,完全淬火后的组织则为板条马氏体,晶粒度高于9级,随着淬火温度的升高和保温时间的延长,组织发生明显粗化,并且发现组织对加热温度更为敏感。回火后组织为回火索氏体,冲击后断口形貌为韧窝状,随回火温度的升高韧窝数量增多、加深,断口夹杂物为CaO、Al2O3、SiO2的复合夹杂。亚温淬火后组织为铁素体、马氏体和残余奥氏体,晶粒度能达到10级,随着亚温淬火温度的升高,铁素体的量逐渐减少。回火后的组织为铁素体+回火索氏体+残余奥氏体。原始组织为淬火态的钢与退火态和调质态的不同,亚温淬火后铁素体呈粗大的块状,并保留至回火组织。当原始组织为调质态时奥氏体的形成速度最快。实验钢加热到不同温度并冷却后的平衡组织全部为珠光体和铁素体的混合组织,随着加热温度的升高,珠光体所占的比例逐渐增大。力学性能结果表明:随着回火温度的升高,在完全淬火和亚温淬火中钢的韧性都增强,强度普遍降低,在温度为560℃时获得最佳的综合力学性能。将两组最佳性能进行对比发现:亚温淬火后在不降低强度的情况下明显提高了材料的韧性,所以最终选择调质态为原始组织,经840℃淬火保温40min,水淬,再经560℃回火保温80min后空冷为最佳热处理工艺。屈服强度达到913MPa,横向冲击功为91.3J,硬度48.5HRC,晶粒度级别为10.15,满足射孔枪管的使用要求。