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钢铁材料是人类赖以生存和发展的一类重要的工程材料,也是人类社会发展与进步的重要标志之一。本文所涉及的实验钢种65Mn和38CrMoAlA钢属优质钢种,是注汽管柱、封隔器等的主要材料。其中,65Mn是一种碳素结构钢,淬透性和弹性极限较高,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,常用作各种弹簧及附件等；38CrMoAlA是一种合金结构钢,属中淬透性的调质钢,用于制造高耐磨性、高疲劳强度的氮化零件。对注气管柱、封隔器等能否适应过热蒸汽注入的问题,目前尚无相关的研究。本文将对65Mn及38CrMoAlA油井钢进行力学性能实验分析和微观组织分析。在此基础上,研究其高温性能和相关热处理工艺条件。本论文的研究工作对于油田井下注汽管柱、封隔器等井下配套工具的选材和设计具有重要的指导意义。具体研究内容如下：(1)对65Mn和38CrMoAlA钢进行显微组织观察与力学性能实验的方案设计,为进一步探究两种钢铁材料在高温服役时的最佳性能,还进行了相关的热处理工艺的正交实验设计。(2)对65Mn钢的化学成分进行了实验验证分析；对65Mn钢在不同回火温度下的微观组织进行了观察分析,随着温度升高,65Mn的硬度降低,σ0.2、σb等强度指标降低,AKU,、δ、Ψ变大,说明韧性和塑性增强；经四因素三水平正交实验及多次重复实验的方差分析法推导,得出了65Mn在400℃服役时的最佳热处理工艺。(3)对38CrMoAlA钢的化学成分进行了实验验证分析；对38CrMoAlA钢在不同回火温度下的微观组织进行了观察分析,随着温度升高,65Mn的硬度基本不变,σ0.2、σb等强度指标降低,在300-400℃内出现第一类回火脆性,δ、甲变大,说明塑性增强；经四因素三水平正交实验及多次重复实验的方差分析法推导,得出了38CrMoAlA在400℃服役时的最佳热处理工艺。(4)基于原子热扩散速率Arrhenius公式,利用最小二乘法原理,推导出了38CrMoAlA钢的回火方程。