李鹤林文集(上) 石油机械用钢专辑

本书是中国工程院院士文集中的一个分册。本书精选了李鹤林院士在石油机械用钢方面的论文、报告、讲话３９ 篇， 主要包括综述、典型石油机械钢铁材料、基础零部件科研攻关、表面强化工艺、海洋石油装备用钢， 集中反映了李院士在这一领域的科研成果， 有较高的学术价值。本书还列出李院士已出版的主要专著概略， 已发表论文题录， 以及获国家和省部级科技成果奖项目一览表。本书可供石油装备设计、制造、管理人员及钢铁行业的相关人员参考， 也可供相关专业高等院校师生参考。

作者简介李鹤林， 男， 材料科学家石油管工程专家， 中国工程院院士。１９３７ 年７ 月出生于陕西省南郑县。１９５６ 年至１９６１ 年在西安交通大学机械工程系金属材料及热处理专业学习。１９６１ 年至１９６４ 年在石油工业部钻采机械研究所任技术员。１９６４ 年至１９８８ 年在石油工业部机械厂（宝鸡石油机械厂） 任技术员、工程师、高级工程师、厂研究所副主任工程师兼材料研究室主任、厂中心实验室主任、冶金研究所所长， 厂副总工程师（总冶金师）。１９８１ 年至１９８８ 年兼任石油工业部石油专用管材料试验中心（后改称石油管材试验研究中心） 主任。１９８８ 年至１９９０ 年任石油工业部石油管材研究中心（１９８８ 年５ 月更名为中国石油天然气总公司石油管材研究中心） 常务副主任兼总工程师。 １９９０ 年至１９９３ 年任中国石油天然气总公司石油管材研究中心主任、党委书记。１９９３ 年１０ 月至２００２ 年１ 月任中国石油天然气总公司石油管材研究所（２０００ 年更名为中国石油天然气集团公司管材研究所） 所长、党委书记。２００２ 年２ 月至今任中国石油天然气集团公司管材研究所（２０１０ 年５月更名为石油管工程技术研究院） 高级顾问。 在石油工业部钻采机械研究所和宝鸡石油机械厂工作期间， 主要从事石油机械用钢研究， 主持研制了高强度高韧性结构钢、高强度铸钢、无镍低铬无磁钢、高强度公锥用钢、高铬耐磨铸铁等１０余种新材料和几种表面强化工艺， 使一批石油机械产品跃居国际先进水平。《高强度高韧性结构钢》《无镍低铬无磁钢》《轻型吊环、吊卡、吊钳》《液压防喷器》４ 项成果， 于１９７８ 年获全国科学大会重大科技成果奖（前三项成果排名第１， 第４ 项排名第４）。《宝石牌单臂吊环》《钻井泥浆泵双金属缸套》于１９８５ 年获首届国家科技进步奖三等奖（均排名第１）， 并于这个阶段出版了《石油机械用钢手册》， 共发表论文１００ 余篇。 １９８１ 年， 石油部石油管材试验研究中心成立后， 李院士工作重点转向油井管和油气输送管的失效分析、技术监督和科学研究上。在石油管应用基础研究的长期实践中， 逐步划分为“石油管的力学行为” “石油管的环境行为” “石油管失效的诊断及预测预防” 三个方向， 凝练形成了“石油管工程” 学科领域。在该领域主持完成的科研项目中， 先后有２１ 项（次） 获省部级以上科技进步奖，其中《钻杆失效分析及内加厚过渡区结构对钻杆使用寿命的影响》（１９８８ 年， 排名第１）、《提高钻柱安全可靠性和使用寿命的综合研究》（１９９７ 年， 排名第１）、《油层套管射孔开裂及其预防措施的试验研究》（１９９８ 年， 排名第４） ３ 项成果获国家科技进步二等奖。这些成果中有两项被国际著名石油管制造公司采用， ３ 项被美国石油学会（ＡＰＩ） 采纳修改标准。这个阶段出版《石油管工程》《石油钻柱失效分析及预防》《高强度微合金管线钢的显微组织分析与鉴别图谱》《中国石油天然气集团公司院士文集·李鹤林集》和《石油管工程文集》等专著， 主编《中国焊管５０ 年》《石油管材与装备失效分析案例集》； 在国内外发表论文２００ 余篇。 ２００２ 年起受聘兼任西安交通大学材料科学与工程学院名誉院长， 中国石油大学（北京） 材料科学与工程学术委员会主任。同时还担任中国材料研究学会名誉理事、中国腐蚀与防护学会高级顾问、中国石油学会名誉理事兼石油管材专业委员会名誉主任、中国机械工程学会特邀理事兼失效分析分会理事长、陕西省材料研究学会理事长， 以及国家安全生产专家组成员、国家质量监督检验检疫总局院士专家咨询委员会委员、国家标准化专家委员会成员、中国设备监理技术委员会副主任、中国特种设备安全技术委员会副主任、陕西省决策咨询委员会特邀委员等。 １９７８ 年出席全国科学大会， 被评为“全国先进科技工作者”。１９８８ 年被选拔为“*有突出贡献的中青年专家”。１９９２ 年享受国务院政府特殊津贴。１９９３ 年受中国石油天然气总公司科技重奖。１９９４ 年获中国科学技术发展基金会孙越崎能源大奖。１９９７ 年当选为中国工程院院士。２０１４ 年获光华工程科技奖工程奖。

《中国工程院院士文集》总序 徐匡迪

序 涂铭旌、邓增杰

前言

自述：我的“石油机械用钢”与“石油管工程”情结1

综述27

　在全国科学大会陕西省代表团会议上的汇报发言（1978年）29

　机械工业部首次热处理技术工作会议的特邀报告（节选）（1976年）44

　石油矿场用低合金钢和合金钢的现状与发展（1988年）49

　从国外石油钻采机械用钢情况谈对石油机械材料技术工作的建议(1983年)59

　机械设计中选择钢铁材料的一些问题（1965年）64

　石油矿场机械的失效分析及反馈（1984年）74

　在庆祝周惠久院士90华诞暨周惠久学术思想研讨会上的发言（1997年）80

　在庆祝王笑天教授90华诞暨王笑天科教基金会成立大会的讲话（2012年）82

　在西安交通大学2003年新年座谈会上的发言（2003年）83

　在西安交通大学“院士与全校师生代表对话会”上的发言（2003年）84

　失效分析的任务、方法与展望(1996年)88

典型石油机械钢铁材料99

　石油钻井钻头材料及热处理工艺研究——兼论渗碳钢的强度问题（1961年）101

　吊环用钢的选择和评定——兼论表面质量对吊环寿命的影响（1981年）117

　高强度高韧性结构钢20SiMn2MoVA(1974年)136

　大截面低碳马氏体钢及合金化、热处理对其强韧性的影响（1986年）165

　20CrMnSiMoVA与20SiMn2MoVA钢回火温度试验研究（1982年）175

　钻杆打捞公锥用钢和表面强化工艺及其对使用寿命的影响(1975年）183

　无镍低铬无磁钢的研究（1971年）195

　35Mn8Ni9Cr4V钢热处理制度对组织与性能的影响（1980年）204

　高铬耐磨铸铁及其在双金属缸套中的应用（1980年）210

　ZG18CrMnSiMoVA高强度铸钢试验研究（1975年）218

　石油钻采机械用钢的现状与展望（2007年）230

基础零部件科研攻关249

　关于吊环断裂问题（1975年）251

　确保吊环安全，延长吊环寿命的试验研究（1978年）257

　断裂力学用于预测吊环剩余寿命的初步探讨（1981年）278

　提高吊钳牙板使用寿命的试验研究（1976年）285

　提高泥浆泵活塞杆使用寿命的试验研究（1976年）290

　石油钻机刹车鼓失效分析（1981年）294

　石油钻井泥浆泵的磨料磨损失效及其防止（1982年）299

　钻杆接头和转换接头材料及热处理工艺的研究（1990年）306

表面强化工艺313

　喷丸强化、残余应力对吊环疲劳寿命的影响——表面存在脱碳层的机件喷丸后疲劳性能的评定（1981年）315

　喷丸对结构钢疲劳裂纹萌生与扩展的影响（1983年）323

　盐浴活性氮化试验研究（1966年）330

海洋石油装备用钢347

　海洋石油装备材料概论(2016年)349

　海洋石油平台用钢的现状与发展趋势（2016年）368

　海洋钻机用钢（2016年）417

　水下防喷器用钢（2016年）439

　水下采油树对材料的需求与应用（2016年）452

　水下阀门对材料的需求及应用（2016年）464

 

附件479

　附件1：已出版的主要专著概略《石油机械用钢手册》各分册概述481

　　《石油管工程》前言与目录528

　　《石油钻柱失效分析及预防》前言与目录530

　　《高强度微合金管线钢显微组织分析与鉴别图谱》前言与目录533

　　《中国焊管50年》前言与目录535

　　《石油管材与装备失效分析案例集（一）》前言与目录541

　　《海洋石油装备与材料》前言与目录546

　附件2：发表论文题录551