QPQ技術(shù)處理N80鋼性能的研究
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【摘要】:N80鋼是石油器械上應(yīng)用最為廣泛的鋼材,僅石油管材就有一半使用N80鋼。N80鋼在高溫、高壓、高礦化度油田水的腐蝕環(huán)境中工作,每年因腐蝕斷裂造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億計。近年來,國內(nèi)各大鋼鐵企業(yè)都加強(qiáng)了對N80鋼在成分、工藝、防護(hù)手段等方面的研究。QPQ技術(shù)是一項(xiàng)具備較高抗腐蝕抗磨損的鹽浴復(fù)合處理技術(shù)。研究QPQ技術(shù)處理的N80鋼機(jī)械性能、抗電化學(xué)腐蝕性能,優(yōu)化QPQ處理工藝是提高QPQ處理N80鋼在油田環(huán)境下的適用性,提供QPQ技術(shù)在石油器械上推廣應(yīng)用的可行性證明,實(shí)現(xiàn)QPQ技術(shù)在油田器械上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要手段。本文采用金相顯微鏡、顯微硬度計和掃描電鏡等分析手段,結(jié)合API標(biāo)準(zhǔn)拉伸實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)研究了QPQ處理N80油管力學(xué)性能、抗腐蝕性能。得到如下結(jié)論:(1)650℃高溫QPQ處理的N80鋼綜合力學(xué)性能達(dá)到API標(biāo)準(zhǔn)要求,QPQ處理后的N80鋼表面硬化,基體組織粗化,屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度變化量均小于35 MPa。微裂紋在疏松層上萌生并迅速擴(kuò)展導(dǎo)致QPQ處理N80鋼塑性變形量減少,延伸率平均下降5%;(2)650℃高溫QPQ技術(shù)處理的N80鋼比氣體滲氮、鍍鋅、鍍鉻、鹽浴復(fù)合處理、未處理的N80鋼試樣腐蝕電位都高,腐蝕電流密度更小,阻抗值更大。疏松層導(dǎo)致QPQ技術(shù)處理和氣體滲氮技術(shù)處理的N80鋼抗腐蝕性能下降,而鍍層腐蝕產(chǎn)物的溶解導(dǎo)致鍍鉻和鍍鋅抗電化學(xué)腐蝕能力差;(3)采用620℃鹽浴氮化2.5 h+350℃鹽浴氧化15 min,鹽浴C_((CNO~-))在0.24~0.28 mol/L的QPQ工藝處理的N80鋼抗腐蝕性能最佳,電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】:QPQ技術(shù) N80鋼 API標(biāo)準(zhǔn) 電化學(xué)腐蝕
【學(xué)位授予單位】:西華大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TG161;TG142.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 緒論8-25
- 1.1 QPQ技術(shù)簡介8-19
- 1.1.1 QPQ技術(shù)的形成及發(fā)展8-13
- 1.1.2 QPQ技術(shù)產(chǎn)品性能13-16
- 1.1.3 QPQ技術(shù)代替鍍鉻技術(shù)的可行性16-19
- 1.2 N80鋼簡介19-22
- 1.2.1 N80鋼成分配比及熱處理工藝19-20
- 1.2.2 N80鋼的性能20-22
- 1.3 QPQ技術(shù)處理N80鋼的研究現(xiàn)狀22-23
- 1.4 本課題研究的內(nèi)容及意義23-24
- 1.4.1 研究的內(nèi)容23
- 1.4.2 研究的意義23-24
- 1.5 本試驗(yàn)執(zhí)行的基本路線24-25
- 2 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法25-29
- 2.1 試驗(yàn)材料25
- 2.2 試驗(yàn)設(shè)備25-27
- 2.3 試驗(yàn)方法與檢測分析27-29
- 2.3.1 API標(biāo)準(zhǔn)拉伸實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定及分析方法27
- 2.3.2 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定及分析方法27-28
- 2.3.3 QPQ工藝參數(shù)選擇及QPQ工藝優(yōu)化28-29
- 3 N80鋼QPQ工藝設(shè)計及鹽浴特性29-32
- 3.1 N80鋼的QPQ工藝設(shè)計29-30
- 3.2 QPQ處理用鹽浴的穩(wěn)定性30-32
- 3.3 QPQ工藝中拋光工序的作用32
- 4 QPQ處理后N80鋼的力學(xué)性能32-40
- 4.1 QPQ處理層的物相32-33
- 4.2 QPQ處理層的組織33-34
- 4.3 拉伸實(shí)驗(yàn)34-35
- 4.4 斷口形貌35-37
- 4.5 裂紋形成過程37-38
- 4.6 QPQ處理樣品的斷裂機(jī)理分析38-40
- 5 QPQ處理后N80鋼的耐蝕性能40-48
- 5.1 金相腐蝕實(shí)驗(yàn)40-42
- 5.2 電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)42-46
- 5.3 阻抗分析46-48
- 6 N80鋼的QPQ處理工藝優(yōu)化48-51
- 6.1 鹽浴氧化時間對表面疏松層的影響48-49
- 6.2 N80鋼管QPQ處理工藝優(yōu)化49-50
- 6.3 優(yōu)化QPQ工藝處理的N80鋼管的耐蝕性能50-51
- 結(jié)論51-52
- 參考文獻(xiàn)52-57
- 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文及科研情況57-58
- 致謝58
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,本文編號:1110264
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