隨著(zhù)大量超深井鉆機的研制應用，鉆機提升系統載荷越來(lái)越大，對絞車(chē)剎車(chē)系統的安全性、穩定性要求越來(lái)越高。通常絞車(chē)剎車(chē)系統由主剎車(chē)和輔助剎車(chē)組成。剎車(chē)轂作為鉆機、修井機絞車(chē)剎車(chē)系統主剎車(chē)的關(guān)鍵受力部件，受力狀況惡劣，極易損壞。以帶式水冷剎車(chē)為例，在鉆機作業(yè)時(shí)，從剎車(chē)起到終了這段時(shí)間，剎車(chē)轂表面溫度可達650℃，在內循環(huán)水的作用下，剎車(chē)轂溫度迅速降低，如此交替循壞。剎車(chē)轂材料在交變熱應變的作用下，通過(guò)空位聚集形成龜裂紋；同時(shí)，在高溫下硬度下降，摩擦副易于互溶，材料的氧化速率加大，從而使得磨損率增加。剎車(chē)轂在激冷激熱的工況下工作，主要失效形式是熱疲勞表面龜裂和磨損。

　　為了適應超深井鉆探的要求，針對絞車(chē)剎車(chē)轂過(guò)度磨損和熱疲勞開(kāi)裂做了大量的工作。一方面，通過(guò)工藝革新，改善材料的耐磨損性能，延長(cháng)剎車(chē)轂使用壽命。如在Q345A基體上堆焊一層耐磨材料，提高剎車(chē)轂耐磨性，或采用鑄造組織代替，通過(guò)鍛造獲得更加致密、細小均勻的組織，從而提高材料的耐磨損性能。另一方面，研制新型耐磨材料、復合材料，如通過(guò)在Cr-Mo鋼中添加稀土，改善剎車(chē)轂的耐磨損性能和熱強性，提高剎車(chē)轂的使用壽命。但堆焊的方式生產(chǎn)效率低，通常只作為剎車(chē)轂磨損后的尺寸修復；鍛造剎車(chē)轂需要大型的碾環(huán)設備，而且需要增加加熱工序，增加了生產(chǎn)成本；Cr-Mo鋼含有貴金屬，增加了材料成本。因此，研制新型低成本、高耐磨的鑄造剎車(chē)轂用材料，延長(cháng)剎車(chē)轂使用壽命，極具工程意義。

　　本文采用的Mn-V合金是由國內某石油裝備公司自主研發(fā)的新材料，它具有較好的熱強性、耐磨性，能夠滿(mǎn)足剎車(chē)轂惡劣工況的使用要求，自投產(chǎn)以來(lái)，取得了良好的經(jīng)濟效益。但是通過(guò)作者調研和油田統計數據發(fā)現，該材料的焊接接頭在長(cháng)期使用過(guò)程中易產(chǎn)生開(kāi)裂，在一定程度上影響了該材料的應用。本文通過(guò)對該材料焊接試樣進(jìn)行分析，以期改善該材料的焊接性能。

　　實(shí)驗試板采用堿性酚醛樹(shù)脂砂型鑄造而成。樹(shù)脂砂配比為樹(shù)脂占1.6%，固化劑占0.4%，其余為砂。砂為新砂舊砂混合使用，新砂和舊砂配比為1:3。鑄件切割冒口后進(jìn)行1100℃正火處理。正火保溫時(shí)間為6h。正火后鑄件毛坯機加工成530mm×180mm×25mm的試板，開(kāi)60°V型坡口,采用Φ1.2mm的JQ?MG50-6焊絲進(jìn)行GMAW多層多道焊。焊前試樣預熱150℃，控制層間溫度不大于300℃，焊后緩冷。

　　剎車(chē)轂用Mn-V鋼焊后接頭存在一定程度的淬硬性，易導致接頭脆性開(kāi)裂。焊后對接頭進(jìn)行時(shí)效處理，焊接接頭塑韌性得到改善，通過(guò)第二相強化和細晶強化，提高了接頭的綜合力學(xué)性能。在500℃時(shí)效30min，試樣獲得最佳的力學(xué)性能，屈服強度達到560MPa，抗拉強度達到715MPa。熱影響區是整個(gè)接頭的薄弱環(huán)節，拉伸試樣均斷裂在焊接接頭熱影響區。對剎車(chē)轂焊后進(jìn)行時(shí)效處理可以改善接頭的塑韌性，時(shí)效后接頭由脆性斷裂轉為韌性斷裂。時(shí)效溫度超過(guò)300℃，時(shí)效時(shí)間為30min時(shí)，即體現為塑性斷裂。