本书在对钻杆材料、钻杆受力、服役环境及失效形式和疲劳寿命预测方法介绍的基础上，针对钻杆的疲劳和腐蚀疲劳失效问题，基于大量的实验数据和理论分析，结合编者多年的研究成果和国内外研究现状，详细论述了高强度钻杆钢在单轴、拉扭复合加载下的疲劳寿命预测模型及断裂机理；结合钻杆的实际服役条件，论述了服役环境、预腐蚀及缺陷对高强度钻杆钢疲劳寿命的影响规律，探讨了不同服役条件下钻杆钢的断裂机理；基于塑变-复锐-钝化和腐蚀-钝化-断裂模型，建立了钻杆钢在空气和硫化氢环境中的疲劳和腐蚀疲劳裂纹扩展模型；提出了采用复相化处理的方式对现有钻杆的显微组织进行控制的理论和方法，实现了钻杆性能的优化。本书所涉及的内容，可为钻杆的疲劳和腐蚀疲劳寿命预测及钻柱的*评价和高性能钻杆材料的研发提供理论依据。

雒设计，男，1979年4月出生，博士，副教授，系主任，金属材料工程专业负责人。研究方向：金属的腐蚀与防护、金属的疲劳与断裂,西安石油大学老师。 

韩礼红，男，1975年生，工学博士，正*高工，博士生导师，工程材料研究院有限公司国家重点实验室副主任。 

第章绪论

钻井

钻井工程

钻井方法

钻井技术

钻井设备

钻井程序

我国石油钻井发展历史

钻柱与钻杆

钻柱

钻杆

钻杆的失效形式及原因

钻杆的失效形式

钻杆的失效原因

钻杆疲劳及腐蚀疲劳失效的典型案例

本章小结

第章疲劳及疲劳寿命预测

疲劳

疲劳的定义

疲劳的特点

疲劳的分类

疲劳宏观断口特征

疲劳曲线及疲劳寿命预测

基本S-N曲线

疲劳公式

疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值

疲劳裂纹扩展曲线

疲劳裂纹扩展速率

疲劳裂纹扩展寿命的估算

疲劳断裂机理

疲劳裂纹萌生机理

疲劳裂纹扩展机理

疲劳断裂

钻杆疲劳寿命评估

小尺寸试样疲劳实验

全尺寸疲劳实验

理论计算

钻杆疲劳寿命评估的发展趋势

本章小结

第章单轴载荷下钻杆钢的疲劳寿命预测与断裂机理

引言

实验材料及方法

实验材料

实验方法

钻杆钢拉-压疲劳寿命预测与断裂机理

拉-压疲劳寿命预测与S-N曲线

拉-压疲劳断裂机理

钻杆钢扭转疲劳寿命预测与断裂机理

扭转疲劳寿命预测与S-N曲线

扭转疲劳断裂机理

钻杆钢单轴疲劳性能对比

本章小结

第章拉扭复合加载下钻杆钢的疲劳寿命预测与断裂机理

引言

实验材料及方法

实验材料

实验方法

钻杆钢比例拉扭复合加载疲劳寿命预测与断裂机理

比例拉扭复合加载疲劳寿命预测与S-N曲线

比例拉扭复合加载疲劳断裂机理

钻杆钢°非比例拉扭复合加载疲劳寿命预测与断裂机理

°非比例拉扭复合加载疲劳寿命预测与S-N曲线

°非比例拉扭复合加载疲劳断裂机理

拉扭复合加载疲劳定量模型

基本假设

临界面

拉扭复合加载寿命公式

非比例拉扭复合加载寿命公式

预测寿命与实验值

本章小结

第章钻杆钢的腐蚀疲劳寿命预测与断裂机理

引言

实验材料及方法

实验材料

实验方法

钻杆钢的腐蚀疲劳

钻杆钢在实验室大气环境中的疲劳

钻杆钢在%NaCl溶液中的腐蚀疲劳

钻杆钢在HS溶液中的腐蚀疲劳

钻杆钢腐蚀疲劳特性

G钻杆钢在HS溶液中腐蚀疲劳特性

S钻杆钢在%NaCl、HS溶液中腐蚀疲劳特性

G、S钻杆钢在HS溶液中腐蚀疲劳特性

钻杆钢的腐蚀疲劳机理及影响因素

腐蚀疲劳机理

腐蚀疲劳的主要影响因素

本章小结

第章预腐蚀和缺口对S钻杆钢疲劳行为的影响

引言

实验材料及方法

实验材料

实验方法

预腐蚀对S钻杆钢疲劳行为的影响

预腐蚀对S钻杆钢电化学行为的影响

预腐蚀对S钻杆钢腐蚀行为的影响

预腐蚀对S钻杆钢疲劳行为的影响

缺口对S钻杆钢疲劳行为的影响

U型缺口和V型缺口试样的应力集中系数

缺口试样的疲劳行为

本章小结

第章钻杆钢的疲劳及腐蚀疲劳裂纹扩展行为

引言

实验材料及方法

实验材料

实验方法

钻杆钢的疲劳裂纹扩展行为

不同应力比下钻杆钢的疲劳裂纹扩展行为

不同应力比下钻杆钢的断口形貌

钻杆钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为

不同应力比下钻杆钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为

腐蚀疲劳裂纹扩展的断裂模型

不同应力比下钻杆钢的腐蚀疲劳断口

腐蚀疲劳裂纹扩展机理

本章小结

第章钻杆钢的组织控制与性能优化

引言

钻杆钢的显微组织

光学显微组织

透射电子显微组织

钻杆钢的力学性能

钻杆钢的应力-应变行为

拉伸断裂机理

规范要求

马氏体/铁素体复相组织钻杆的力学性能

实验材料与方法

显微组织

马氏体/铁素体复相组织钻杆的拉伸性能

马氏体/铁素体复相组织钻杆的硬度和冲击性能

马氏体/铁素体复相组织钻杆钢的断口形貌和断裂表面

贝氏体/马氏体复相组织钻杆的力学性能

实验材料与方法

显微组织

贝氏体/马氏体复相组织钻杆的拉伸性能

贝氏体/马氏体复相组织钻杆的硬度和冲击性能

贝氏体/马氏体复相组织钻杆的疲劳性能

贝氏体/马氏体复相组织钻杆钢断口形貌

本章小结

第章钻杆材料前景与发展趋势

钻杆材料

铝合金钻杆材料

钛合金钻杆材料

复合材料钻杆

钻杆材料的疲劳

钻杆疲劳寿命预测研究

疲劳可靠性研究

本章小结

参考文献