工 业 技 术
子洲油田武家湾区长6储层四性关系
魏延平1, 2 张鸣2 任艳峰2
(1. 西安石油大学 陕西西安 710065; 2. 延长油田股份有限公司 陕西延安 716002)
摘 要:本文通过区内10口探井岩心、测井资料、试油试采及化验分析等资料, 对子洲油田武家湾区长6储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系(四性关系) 进行了分析和研究。研究成果对于提高研究区的油水层识别具有重要作用。关键词:储层特征 岩性 物性 含油性 电性中图分类号:TE8文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0117-02
子洲油田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部。伊陕斜坡为一西倾平缓单斜, 倾角一般不到1°, 斜坡内部断层与局部构造均不发育, 但低幅度鼻状构造相对比较发育, 鼻状构造形态多不规则, 为差异压实作用形成的[1～3]。
武家湾区主要含油层系为三叠系延长组长6油层组(长61、长62) 。沉积相研究表明, 武家湾区长6油层组主要为三角洲相沉积, 亚相为三角洲平原主要发育在长61、长62、长63砂层组, 储集层主要为分流河道砂体。本文在10口探井及开发井的地质、录井、测井、试油及化验分析资料的基础上, 分析研究区长6储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系, 研究成果对研究区油层的判识具有一定的指导作用。
溶孔和岩屑溶孔为主。其孔隙组合类型主要为粒间孔型和溶孔-粒间孔型; 孔隙结构以中孔细喉和小孔微细喉为主要孔喉组合类型。
1. 3含油性特征
根据探井岩心录井资料统计, 研究区含油储层为主要为细砂岩, 粉砂岩、泥质砂岩和钙质砂岩不含油。1. 4储层电性基本特征
研究区储层砂体自然伽玛低值—中值, 自然电位负异常。一般随着钙质含量增加, 声波时差降低, 电阻率升高; 随着泥质含量增加, 自然电位幅度减小, 自然伽玛值升高。
地层水的总矿化度为56081.3～60983.0mg/L,平均为58280.8mg/L。2. 2油藏类型
武家湾区长6油藏为油水同储, 无纯油层。油藏圈闭类型为受岩性控制形成的油藏, 驱动类型为弹性驱动。油水分布主要受岩性和物性控制, 鼻状构造亦具有一定控制作用。
武家湾地区油藏平均埋深约570m, 地层压力低, 均需对油层压裂改造后才可获得工业油流。根据高压物性资料统计, 油层属正常温压系统。
3 “四性”关系研究
储层的“四性”关系是指储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系[4～5]。研究区长6油层具有低孔、低渗、低含油饱和度的特点, 这降低了测井曲线反映储层含油气的能力, 同时由于储层成岩作用强烈, 在测井响应上具有产油能力的低孔、低渗油层和非油层之间的差异有时很小, 使一些常规行之有效的解释方法失效。因而在特低渗透率储层的评价中, 储层四性关系的研究尤为重要, 只有弄清了他们之间的关系, 才能对测井资料进行正确的解释[6～7]。3. 1岩性与电性关系
研究区长6油层岩性主要为砂泥岩储层, 由于储层岩性和砂岩颗粒的变化, 使得在电性上的反映各不相同(图1、图2) 。
(1)泥岩及砂质泥岩。
研究区长6地层中泥岩及砂质泥岩一般具有高自然伽玛、自然电位正异常、微电极无差异、电阻率相对偏低和高声波时差
2 油藏特征
2. 1油水性质
(1)地面原油性质。
根据武家湾区10口井10个原油样品的常规分析测试结果, 武家湾区长6油层原油性质好, 具有低密度、低粘度, 沥青质含量低等特点。地面原油平均密度为0.842g/cm3, 平均粘度4.85mPa ・s, 平均凝固点10.0℃。
(2)地层原油性质。
长6油层地层原油密度为0.842g/cm3, 粘度为5.3mPa ・s/50℃, 饱和压力为1.11MPa, 地层压力4.2～5.8MP a, 体积系数为1.024, 溶解系数为1.1, 气油比为13m 3/m3, 地层温度32℃。
(3)地层水性质。
武家湾区6口井油层地层水分析结果表明, 长6油层的地层水为弱酸性(pH值＝6.7), 水型为CaCl 2型, 反映油藏具有较好的封闭性。
1 储层特征
1. 1岩性特征
武家湾区长6储层岩石类型以长石细砂岩为主。根据岩石薄片、铸体薄片等资料统计, 储层砂岩中碎屑组分占90%以上, 以长石为主, 平均值为60.8%。填隙物主要为胶结物, 胶结物类型主要为硅质、长石质和绿泥石膜, 其次为水云母和铁方解石, 杂基含量极低。1. 2物性特征
据物性分析资料统计, 长61储层孔隙度平均值为10.9%,渗透率平均为2.32×10-3μm 2; 长62储层孔隙度平均值为8.8%,平均渗透率为1.2×10-3μm 2。储层主要为超低孔、超低渗储层。
储层孔隙类型以以粒间、粒内孔、长石
图1 武家湾区长61四性关系图(14048井) 图2 武家湾区长62四性关系图(
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井
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工 业 技 术
含油层段的电阻率曲线特征不明显。
(1)油水层。
产能达到工业油流标准(0.3t/d),含油级别一般为含油或油斑。测井曲线表现为自然电位负异常, 自然伽玛低值, 电阻率中-高值, 声波时差中-高值, 微电极一般中-高值, 且具有幅度差。
(2)干层。
产能未达到工业油流标准, 含油级别一般在油迹以下。测井曲线表现为自然电位负异常, 自然伽玛中低值, 电阻率高值, 声波时差低值, 微电极低值, 无幅度差。
(3)水层。
产能未达到工业油流标准, 综合含水大于90%,含油级别一般在油迹以下。电测曲线表现为自然电位负异常, 自然伽玛中低值, 电阻率低值, 声波时差中高值, 微电极低-中值, 幅度差小。
伽马值最高。
(4)声波时差曲线(Δt) 能较好地反映储集层的孔隙性。储层的物性好, 其含油性也较好。致密层声波时差一般为190～240μs/m,呈低值, 电阻率呈高值。
(5)油层感应电阻率值高于水层, 而且油层深、浅电阻率幅度差小于水层。油层的深感应值一般大于16Ω・m 。
等显著特征, 纯泥岩层常常伴随着眼扩大现象。
(2)粉砂岩及泥质砂岩。
粉砂岩及泥质砂岩声波时差在250μs/m左右, 以中高自然伽玛和中—低负异常幅度自然电位及微电极差异幅度小或无差异为特征。
(3)细砂岩。
细砂岩是长6地层的主要含油储集体, 具有低自然伽玛、自然电位高负异常等特征, 但由于其中存在K40放射性同位素, 使部分储油砂岩自然伽玛值偏高, 而误认为泥质砂岩。
3. 2储层物性与电性关系
电测曲线对储集层性能的反映, 主要表现在自然电位及声波时差上。物性较好的储层段, 自然电位曲线为明显的负异常, 声波时差值相对较高。研究区含油砂体声波时差值为220～240μs/m,大部分油层段声波时差值为230～240μs/m(图1、图2) 。3. 3含油性与电性关系
长6油层组原油主要富集于物性较好的细砂岩中。由于储层相对比较致密, 油水在其中的分异程度低, 导致油层的含水饱和度较高, 皆为油水同层, 几乎无纯油层。电阻率曲线是研究区长6油层识别油水层最重要的曲线, 一般主要应用感应测井曲线识别油水层。本区长6油层电阻率变化幅度大, 含油层的深感应电阻率大致为15～50Ω・m 之间, 水层感应电阻率值低, 声波时差大于220μs/m(图1、图2) 。
在应用感应测井曲线识别油水层时, 还应应用自然电位、自然伽玛、声波时差、微电极以及深中深感应电阻率等多条曲线综合判断。因为长6地层水矿化度较高(41874.0～89122.0mg/L),以及泥岩层电阻高, 会导致
参考文献
[1]杨俊杰. 鄂尔多斯盆地构造演化与油气
分布规律[M].北京:石油工业出版社, 2002.
[2]喻建, 宋江海, 向惠. 鄂尔多斯盆地中生
界隐蔽性油气藏成藏规律[J].天然气工业,2004,24(12):35-37. [3]杨华, 付金华, 喻建，等. 陕北地区大型
三角洲油藏富集规律及勘探技术应用[J].石油学报,2003,24(3):7-9.
[4]裘亦楠, 薛叔浩. 油气储层评价技术
[M].北京:石油工业出版社,1997.
[5]陈一鸣, 朱德怀. 矿场地球物理测井技
术测井资料解释[M].北京:石油工业出版社,1994.
[6]王润好, 刘宇, 王红涛，等. 储层四性关
系研究在新庄油田的应用[J].天然气勘探与开发,2006,29(3):37-39.[7]刘文辉, 李凤云, 武超，等. 葡萄沟油田
储层四性关系研究及其应用[J].吐哈油气,2007,12(1) :23-28.
4 结论
研究区长6油层组的油、水层的测井曲线具有如下特征。
(1)自然电位曲线(SP)其异常幅度大小可以判断砂岩渗透性的好坏, 能较好地划分渗透层和致密层。一般而言, 渗透性愈好, 自然电位曲线异常幅度愈大。
(2)微电极曲线(ML)的两条曲线微电位和微梯度曲线的幅度差和值的大小, 反映渗透层。而且通过微电极曲线能识别出储集层中的夹层。但对于本区某些清水钻进的井, 因为没有泥饼的形成而在渗透层没有明显的幅度差。
(3)自然伽马曲线(GR)能较好地反映地层的泥质含量以及砂岩颗粒的大小。砂岩愈纯, 粒级愈粗, 自然伽马值愈低; 泥质含量高, 岩石颗粒细, 自然伽马值高, 纯泥岩
(上接116页)
3 H13钢的表面软氮化处理
3. 1H13钢表面软氮化的金相组织图(图4) 和工艺图(图5)
3.2H13钢的软氮化处理
本次实验对H 13钢表面进行软氮化处理, 在600℃下保温5h , 氨气的流量为0. 2m 3/h , 煤油为25滴/m i n 。金相组织如图4所示。
由硬度计检测可知, 经软氮化处理的H13钢的表面硬度为680～720HV0.1, 渗层深度为0.05～0.06mm, ε相为0.005mm, 按照GB/T11354-2005中渗层疏松检验规定, 在显微镜下放大500倍检验, 取其疏松最严重的部位, 图4中的组织可评为1级, 属于合格。按照GB11354-89《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验标准》规定, 图4中的组织可评为1级, 属于合格。
经氮碳共渗后的化合物层, 分为明显的两层:表面白亮层为ε相, 其中合金氮化物和合金碳化物较弥散, 因其耐蚀性高, 故呈白色, 它没有微孔, 并沿晶界楔入基体中。内层为扩散层, 未见有脉状组织出现。
3. 3氮碳共渗与渗氮结果的比较
一般来说, 在化合物层脆性不大时, 渗氮可使工件表面耐磨性提高一倍以上。氮碳共渗工件的耐磨性随着渗层含碳量的增加而提高, 但渗层脆性也随之上升。
各种渗氮和氮碳共渗工艺都能提高工件的弯曲疲劳性能, 增量都在40%以上。渗氮对工件疲劳性能的提高优于氮碳共渗, 但氮碳共渗工件的抗咬合性能较好, 而缺口敏感性低于渗氮工件。随着氮碳共渗层含碳量的增加, 疲劳强度的增量逐步下降, 疲劳源(鱼眼) 一般位于扩散层与基体交界处。
为了提高压铸模表面抗液体金属的热浸蚀性能, 多采用氮碳共渗表面强化工艺, 但是最好要控制氮碳共渗层的深度, 只在金属冲刷最激烈处允许有较深的渗层, 其余部位可进行薄层氮碳共渗, 或在薄层氮碳共渗的基础上再进行500～550℃的氧化处理, 在氮碳共渗层外面再形成一层氧化膜, 实践指出, 这样处理后的压铸模具使用寿命可提高4～5倍。
氮碳共渗由于使表面多了一层白亮
层, 以至于有很高的耐蚀性和耐磨性, 高于渗氮处理, 但是白亮层比较薄, 因此在使用过程中, 易受冲击而脱落。气体氮化处理不应该出现白亮层, 否则会由于脆性大而使模具表面硬度降低。
综上所述, 无论是渗氮还是软氮化, 都能够很大程度上提高H13钢的耐蚀性, 耐磨性, 抗热疲劳强度, 抗咬合性, 提高H13钢的使用寿命。
4 结语
H13钢经热处理后, 具有良好的综合机械性能, 可以满足对模具的基本要求。本文以提高热作模具钢H13(4Cr5MoSiV1)的使用寿命为应用背景, 采用气氛渗氮及软氮化方法在热作模具钢H13表面生成氮化层, 通过与未经氮化处理的H13钢的性能相比, 经氮化后的H13钢的耐蚀性和耐磨性以及抗咬合性等性能都提高了, 很大程度上提高了H13钢的使用寿命, 使H13钢更能满足大众的要求。
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工 业 技 术
子洲油田武家湾区长6储层四性关系
魏延平1, 2 张鸣2 任艳峰2
(1. 西安石油大学 陕西西安 710065; 2. 延长油田股份有限公司 陕西延安 716002)
摘 要:本文通过区内10口探井岩心、测井资料、试油试采及化验分析等资料, 对子洲油田武家湾区长6储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系(四性关系) 进行了分析和研究。研究成果对于提高研究区的油水层识别具有重要作用。关键词:储层特征 岩性 物性 含油性 电性中图分类号:TE8文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0117-02
子洲油田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部。伊陕斜坡为一西倾平缓单斜, 倾角一般不到1°, 斜坡内部断层与局部构造均不发育, 但低幅度鼻状构造相对比较发育, 鼻状构造形态多不规则, 为差异压实作用形成的[1～3]。
武家湾区主要含油层系为三叠系延长组长6油层组(长61、长62) 。沉积相研究表明, 武家湾区长6油层组主要为三角洲相沉积, 亚相为三角洲平原主要发育在长61、长62、长63砂层组, 储集层主要为分流河道砂体。本文在10口探井及开发井的地质、录井、测井、试油及化验分析资料的基础上, 分析研究区长6储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系, 研究成果对研究区油层的判识具有一定的指导作用。
溶孔和岩屑溶孔为主。其孔隙组合类型主要为粒间孔型和溶孔-粒间孔型; 孔隙结构以中孔细喉和小孔微细喉为主要孔喉组合类型。
1. 3含油性特征
根据探井岩心录井资料统计, 研究区含油储层为主要为细砂岩, 粉砂岩、泥质砂岩和钙质砂岩不含油。1. 4储层电性基本特征
研究区储层砂体自然伽玛低值—中值, 自然电位负异常。一般随着钙质含量增加, 声波时差降低, 电阻率升高; 随着泥质含量增加, 自然电位幅度减小, 自然伽玛值升高。
地层水的总矿化度为56081.3～60983.0mg/L,平均为58280.8mg/L。2. 2油藏类型
武家湾区长6油藏为油水同储, 无纯油层。油藏圈闭类型为受岩性控制形成的油藏, 驱动类型为弹性驱动。油水分布主要受岩性和物性控制, 鼻状构造亦具有一定控制作用。
武家湾地区油藏平均埋深约570m, 地层压力低, 均需对油层压裂改造后才可获得工业油流。根据高压物性资料统计, 油层属正常温压系统。
3 “四性”关系研究
储层的“四性”关系是指储层的岩性、物性、含油性与电性之间的关系[4～5]。研究区长6油层具有低孔、低渗、低含油饱和度的特点, 这降低了测井曲线反映储层含油气的能力, 同时由于储层成岩作用强烈, 在测井响应上具有产油能力的低孔、低渗油层和非油层之间的差异有时很小, 使一些常规行之有效的解释方法失效。因而在特低渗透率储层的评价中, 储层四性关系的研究尤为重要, 只有弄清了他们之间的关系, 才能对测井资料进行正确的解释[6～7]。3. 1岩性与电性关系
研究区长6油层岩性主要为砂泥岩储层, 由于储层岩性和砂岩颗粒的变化, 使得在电性上的反映各不相同(图1、图2) 。
(1)泥岩及砂质泥岩。
研究区长6地层中泥岩及砂质泥岩一般具有高自然伽玛、自然电位正异常、微电极无差异、电阻率相对偏低和高声波时差
2 油藏特征
2. 1油水性质
(1)地面原油性质。
根据武家湾区10口井10个原油样品的常规分析测试结果, 武家湾区长6油层原油性质好, 具有低密度、低粘度, 沥青质含量低等特点。地面原油平均密度为0.842g/cm3, 平均粘度4.85mPa ・s, 平均凝固点10.0℃。
(2)地层原油性质。
长6油层地层原油密度为0.842g/cm3, 粘度为5.3mPa ・s/50℃, 饱和压力为1.11MPa, 地层压力4.2～5.8MP a, 体积系数为1.024, 溶解系数为1.1, 气油比为13m 3/m3, 地层温度32℃。
(3)地层水性质。
武家湾区6口井油层地层水分析结果表明, 长6油层的地层水为弱酸性(pH值＝6.7), 水型为CaCl 2型, 反映油藏具有较好的封闭性。
1 储层特征
1. 1岩性特征
武家湾区长6储层岩石类型以长石细砂岩为主。根据岩石薄片、铸体薄片等资料统计, 储层砂岩中碎屑组分占90%以上, 以长石为主, 平均值为60.8%。填隙物主要为胶结物, 胶结物类型主要为硅质、长石质和绿泥石膜, 其次为水云母和铁方解石, 杂基含量极低。1. 2物性特征
据物性分析资料统计, 长61储层孔隙度平均值为10.9%,渗透率平均为2.32×10-3μm 2; 长62储层孔隙度平均值为8.8%,平均渗透率为1.2×10-3μm 2。储层主要为超低孔、超低渗储层。
储层孔隙类型以以粒间、粒内孔、长石
图1 武家湾区长61四性关系图(14048井) 图2 武家湾区长62四性关系图(
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含油层段的电阻率曲线特征不明显。
(1)油水层。
产能达到工业油流标准(0.3t/d),含油级别一般为含油或油斑。测井曲线表现为自然电位负异常, 自然伽玛低值, 电阻率中-高值, 声波时差中-高值, 微电极一般中-高值, 且具有幅度差。
(2)干层。
产能未达到工业油流标准, 含油级别一般在油迹以下。测井曲线表现为自然电位负异常, 自然伽玛中低值, 电阻率高值, 声波时差低值, 微电极低值, 无幅度差。
(3)水层。
产能未达到工业油流标准, 综合含水大于90%,含油级别一般在油迹以下。电测曲线表现为自然电位负异常, 自然伽玛中低值, 电阻率低值, 声波时差中高值, 微电极低-中值, 幅度差小。
伽马值最高。
(4)声波时差曲线(Δt) 能较好地反映储集层的孔隙性。储层的物性好, 其含油性也较好。致密层声波时差一般为190～240μs/m,呈低值, 电阻率呈高值。
(5)油层感应电阻率值高于水层, 而且油层深、浅电阻率幅度差小于水层。油层的深感应值一般大于16Ω・m 。
等显著特征, 纯泥岩层常常伴随着眼扩大现象。
(2)粉砂岩及泥质砂岩。
粉砂岩及泥质砂岩声波时差在250μs/m左右, 以中高自然伽玛和中—低负异常幅度自然电位及微电极差异幅度小或无差异为特征。
(3)细砂岩。
细砂岩是长6地层的主要含油储集体, 具有低自然伽玛、自然电位高负异常等特征, 但由于其中存在K40放射性同位素, 使部分储油砂岩自然伽玛值偏高, 而误认为泥质砂岩。
3. 2储层物性与电性关系
电测曲线对储集层性能的反映, 主要表现在自然电位及声波时差上。物性较好的储层段, 自然电位曲线为明显的负异常, 声波时差值相对较高。研究区含油砂体声波时差值为220～240μs/m,大部分油层段声波时差值为230～240μs/m(图1、图2) 。3. 3含油性与电性关系
长6油层组原油主要富集于物性较好的细砂岩中。由于储层相对比较致密, 油水在其中的分异程度低, 导致油层的含水饱和度较高, 皆为油水同层, 几乎无纯油层。电阻率曲线是研究区长6油层识别油水层最重要的曲线, 一般主要应用感应测井曲线识别油水层。本区长6油层电阻率变化幅度大, 含油层的深感应电阻率大致为15～50Ω・m 之间, 水层感应电阻率值低, 声波时差大于220μs/m(图1、图2) 。
在应用感应测井曲线识别油水层时, 还应应用自然电位、自然伽玛、声波时差、微电极以及深中深感应电阻率等多条曲线综合判断。因为长6地层水矿化度较高(41874.0～89122.0mg/L),以及泥岩层电阻高, 会导致
参考文献
[1]杨俊杰. 鄂尔多斯盆地构造演化与油气
分布规律[M].北京:石油工业出版社, 2002.
[2]喻建, 宋江海, 向惠. 鄂尔多斯盆地中生
界隐蔽性油气藏成藏规律[J].天然气工业,2004,24(12):35-37. [3]杨华, 付金华, 喻建，等. 陕北地区大型
三角洲油藏富集规律及勘探技术应用[J].石油学报,2003,24(3):7-9.
[4]裘亦楠, 薛叔浩. 油气储层评价技术
[M].北京:石油工业出版社,1997.
[5]陈一鸣, 朱德怀. 矿场地球物理测井技
术测井资料解释[M].北京:石油工业出版社,1994.
[6]王润好, 刘宇, 王红涛，等. 储层四性关
系研究在新庄油田的应用[J].天然气勘探与开发,2006,29(3):37-39.[7]刘文辉, 李凤云, 武超，等. 葡萄沟油田
储层四性关系研究及其应用[J].吐哈油气,2007,12(1) :23-28.
4 结论
研究区长6油层组的油、水层的测井曲线具有如下特征。
(1)自然电位曲线(SP)其异常幅度大小可以判断砂岩渗透性的好坏, 能较好地划分渗透层和致密层。一般而言, 渗透性愈好, 自然电位曲线异常幅度愈大。
(2)微电极曲线(ML)的两条曲线微电位和微梯度曲线的幅度差和值的大小, 反映渗透层。而且通过微电极曲线能识别出储集层中的夹层。但对于本区某些清水钻进的井, 因为没有泥饼的形成而在渗透层没有明显的幅度差。
(3)自然伽马曲线(GR)能较好地反映地层的泥质含量以及砂岩颗粒的大小。砂岩愈纯, 粒级愈粗, 自然伽马值愈低; 泥质含量高, 岩石颗粒细, 自然伽马值高, 纯泥岩
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3 H13钢的表面软氮化处理
3. 1H13钢表面软氮化的金相组织图(图4) 和工艺图(图5)
3.2H13钢的软氮化处理
本次实验对H 13钢表面进行软氮化处理, 在600℃下保温5h , 氨气的流量为0. 2m 3/h , 煤油为25滴/m i n 。金相组织如图4所示。
由硬度计检测可知, 经软氮化处理的H13钢的表面硬度为680～720HV0.1, 渗层深度为0.05～0.06mm, ε相为0.005mm, 按照GB/T11354-2005中渗层疏松检验规定, 在显微镜下放大500倍检验, 取其疏松最严重的部位, 图4中的组织可评为1级, 属于合格。按照GB11354-89《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验标准》规定, 图4中的组织可评为1级, 属于合格。
经氮碳共渗后的化合物层, 分为明显的两层:表面白亮层为ε相, 其中合金氮化物和合金碳化物较弥散, 因其耐蚀性高, 故呈白色, 它没有微孔, 并沿晶界楔入基体中。内层为扩散层, 未见有脉状组织出现。
3. 3氮碳共渗与渗氮结果的比较
一般来说, 在化合物层脆性不大时, 渗氮可使工件表面耐磨性提高一倍以上。氮碳共渗工件的耐磨性随着渗层含碳量的增加而提高, 但渗层脆性也随之上升。
各种渗氮和氮碳共渗工艺都能提高工件的弯曲疲劳性能, 增量都在40%以上。渗氮对工件疲劳性能的提高优于氮碳共渗, 但氮碳共渗工件的抗咬合性能较好, 而缺口敏感性低于渗氮工件。随着氮碳共渗层含碳量的增加, 疲劳强度的增量逐步下降, 疲劳源(鱼眼) 一般位于扩散层与基体交界处。
为了提高压铸模表面抗液体金属的热浸蚀性能, 多采用氮碳共渗表面强化工艺, 但是最好要控制氮碳共渗层的深度, 只在金属冲刷最激烈处允许有较深的渗层, 其余部位可进行薄层氮碳共渗, 或在薄层氮碳共渗的基础上再进行500～550℃的氧化处理, 在氮碳共渗层外面再形成一层氧化膜, 实践指出, 这样处理后的压铸模具使用寿命可提高4～5倍。
氮碳共渗由于使表面多了一层白亮
层, 以至于有很高的耐蚀性和耐磨性, 高于渗氮处理, 但是白亮层比较薄, 因此在使用过程中, 易受冲击而脱落。气体氮化处理不应该出现白亮层, 否则会由于脆性大而使模具表面硬度降低。
综上所述, 无论是渗氮还是软氮化, 都能够很大程度上提高H13钢的耐蚀性, 耐磨性, 抗热疲劳强度, 抗咬合性, 提高H13钢的使用寿命。
4 结语
H13钢经热处理后, 具有良好的综合机械性能, 可以满足对模具的基本要求。本文以提高热作模具钢H13(4Cr5MoSiV1)的使用寿命为应用背景, 采用气氛渗氮及软氮化方法在热作模具钢H13表面生成氮化层, 通过与未经氮化处理的H13钢的性能相比, 经氮化后的H13钢的耐蚀性和耐磨性以及抗咬合性等性能都提高了, 很大程度上提高了H13钢的使用寿命, 使H13钢更能满足大众的要求。
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