嚴(yán)苛酸性H₂S環(huán)境油氣田深井的開(kāi)發(fā),迫切需要高性能抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂（SSC）油井管材。但隨著強(qiáng)度的提高,油井管抗SSC性能?chē)?yán)重下降,尤其是C110及以上級(jí)油井管,二者之間的矛盾更加突出。近年來(lái),已嘗試采用Nb微合金化及熱處理工藝調(diào)控來(lái)解決該關(guān)鍵技術(shù)難題,但由于相關(guān)組織影響因素復(fù)雜,該調(diào)控規(guī)律及機(jī)理卻少有涉及。為此,本文基于Thermo-Calc?熱力學(xué)計(jì)算,設(shè)計(jì)制備了不同Nb含量的中碳Cr-Mo馬氏體鋼;借助于不同參數(shù)的淬火+回火處理試驗(yàn)、力學(xué)性能測(cè)試、雙懸臂梁（DCB）試驗(yàn)、氫滲透試驗(yàn)、光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、電子背散射衍射（EBSD）、透射電鏡（TEM）和X射線(xiàn)衍射儀（XRD）等方法,研究掌握了微量Nb及熱處理對(duì)試驗(yàn)鋼回火馬氏體微結(jié)構(gòu)、屈服強(qiáng)度、氫滲透行為、SSC行為及抗SSC性能的影響規(guī)律,分析揭示了其中的調(diào)控作用及機(jī)理,取得了如下主要結(jié)果。在1600⁴00 ^oC溫度范圍內(nèi),中碳Cr-Mo鋼主要沉淀相按其析出溫度由高到低的排序依次為:富Ti的（Ti,Nb,V）（C,N）、富Nb的（Ti,Nb,V）（... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究的目的及意義
    1.2 石油氣田開(kāi)發(fā)對(duì)抗SSC油井管的需求
        1.2.1 石油氣田的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和前景及其對(duì)SSC油井管的需求
        1.2.2 油井管的結(jié)構(gòu)、失效形式與性能要求
    1.3 H_2S應(yīng)力腐蝕
        1.3.1 H_2S應(yīng)力腐蝕的基本特征
        1.3.2 H_2S應(yīng)力腐蝕研究和試驗(yàn)方法
    1.4 H_2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)制
        1.4.1 無(wú)塑性變形的氫致開(kāi)裂機(jī)理
        1.4.2 氫促進(jìn)局部塑性變形理論
    1.5 H_2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂影響因素
        1.5.1 合金元素對(duì)組織及SSC性能影響
        1.5.2 熱處理工藝對(duì)組織及SSC性能影響
    1.6 本論文研究的目的、意義和主體內(nèi)容
        1.6.1 研究目的與意義
        1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 中碳Cr-Mo鋼冶金基礎(chǔ)研究-平衡相的熱力學(xué)計(jì)算
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.3 Nb對(duì)Cr-Mo鋼熱力學(xué)平衡相的影響
    2.4 V對(duì)Cr-Mo鋼熱力學(xué)平衡相的影響
    2.5 Ti對(duì)Cr-Mo鋼熱力學(xué)平衡相的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 Nb對(duì)中碳Cr-Mo鋼組織和力學(xué)性能的影響
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)材料與方法
        3.2.1 試驗(yàn)材料及熱處理工藝
        3.2.2 力學(xué)性能及抗SSC性能測(cè)試
    3.3 試樣鋼的拉伸性能
    3.4 組織觀察
        3.4.1 原奧晶粒觀察
        3.4.2 馬氏體亞結(jié)構(gòu)觀察
    3.5 析出相觀察
        3.5.1 軋態(tài)樣品析出相觀察
        3.5.2 淬火態(tài)樣品析出相觀察
        3.5.3 回火態(tài)樣品析出相觀察
    3.6 位錯(cuò)觀察
    3.7 Nb對(duì)軋態(tài)及淬火態(tài)析出行為影響分析
    3.8 Nb對(duì)于回火態(tài)析出行為的影響
    3.9 Nb對(duì)馬氏體亞結(jié)構(gòu)的細(xì)化作用
    3.10 Nb提高馬氏體鋼屈服強(qiáng)度機(jī)理分析
        3.10.1 細(xì)晶強(qiáng)化
        3.10.2 析出強(qiáng)化
        3.10.3 位錯(cuò)強(qiáng)化
    3.11 本章小結(jié)
第4章 Nb對(duì)中碳Cr-Mo鋼抗SSC性能影響
    4.1 引言
    4.2 試驗(yàn)材料與方法
        4.2.1 試驗(yàn)材料及熱處理工藝
        4.2.2 力學(xué)性能及抗SSC性能測(cè)試
        4.2.3 氫滲透試驗(yàn)
    4.3 Nb試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能和抗SSC性能影響
    4.4 不同Nb含量試驗(yàn)鋼DCB試樣斷口形貌觀察
    4.5 Nb對(duì)試驗(yàn)鋼組織形貌影響
    4.6 Nb對(duì)試驗(yàn)鋼位錯(cuò)密度的影響
    4.7 Nb對(duì)試驗(yàn)鋼析出相的影響
    4.8 Nb對(duì)氫滲透行為的影響
    4.9 Nb影響氫滲透行為機(jī)理分析
        4.9.1 固溶原子對(duì)可逆氫陷阱的影響
        4.9.2 晶界對(duì)可逆氫陷阱的影響
        4.9.3 位錯(cuò)對(duì)可逆氫陷阱的影響
        4.9.4 Nb對(duì)可擴(kuò)散氫濃度C_0影響分析
    4.10 NB對(duì)SSC裂紋萌生影響機(jī)理分析
    4.11 Nb對(duì)SSC裂紋擴(kuò)展影響機(jī)理分析
    4.12 晶界與K_(ISSC)定量關(guān)系探討
    4.13 Nb對(duì)抗SSC性能影響機(jī)理分析
    4.14 小結(jié)
第5章 淬火溫度對(duì)中碳Cr-Mo鋼抗SSC性能影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        5.2.1 試驗(yàn)材料及熱處理工藝
        5.2.2 力學(xué)性能及抗SSC性能測(cè)試
        5.2.3 氫滲透試驗(yàn)
    5.3 試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能和抗SSC性能
    5.4 不同淬火溫度試驗(yàn)鋼DCB樣品斷口形貌觀察
    5.5 淬火溫度對(duì)試驗(yàn)鋼組織形貌影響
    5.6 淬火溫度對(duì)試驗(yàn)鋼位錯(cuò)密度的影響
    5.7 淬火溫度對(duì)試驗(yàn)鋼析出相的影響
    5.8 不同淬火溫度對(duì)氫滲透行為的影響
    5.9 晶界和氫滲透行為關(guān)系探討
        5.9.1 固溶原子對(duì)可擴(kuò)散氫濃度C_0的影響
        5.9.2 晶界對(duì)可逆氫陷阱的影響
        5.9.3 位錯(cuò)對(duì)可逆氫陷阱的影響
        5.9.4 淬火溫度對(duì)可擴(kuò)散氫濃度C_0影響分析
    5.10 淬火溫度對(duì)SSC裂紋萌生影響機(jī)理分析
    5.11 Nb對(duì)SSC裂紋擴(kuò)展影響機(jī)理分析
    5.12 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3227125