高性能C110級抗硫化物應(yīng)力開裂（SSC）無縫油井管是支撐嚴(yán)酷腐蝕環(huán)境油氣資源開發(fā)的關(guān)鍵材料。目前對該材料熱處理工藝、馬氏體微結(jié)構(gòu)與使用性能之間關(guān)系的研究還不深入,認(rèn)識尚不明晰,性能穩(wěn)定性尚待提升。為此,本文設(shè)計(jì)制備了C110級抗SSC油井管用28CrMo48VTiB鋼,對試驗(yàn)鋼進(jìn)行了890℃淬火+（600⁷20℃×30⁹0 min）系列回火處理。針對各樣品,采用光學(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射線衍射儀（XRD）等方法,對馬氏體各微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;測試了拉伸、沖擊和硬度等常規(guī)力學(xué)性能;通過雙懸臂梁（DCB）試驗(yàn),測試了SSC擴(kuò)展長度Δa^浸泡時間t關(guān)系曲線、SSC擴(kuò)展速率da/dt^瞬時應(yīng)力強(qiáng)度因子(K_Iapplied)關(guān)系曲線,測定了SSC停止擴(kuò)展的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K_ISSC;采用Devanathan-Stachurski氫滲透試驗(yàn),分析了氫的擴(kuò)散行為。通過定量表征馬氏體各微結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化貢獻(xiàn),揭示了強(qiáng)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

H2S應(yīng)力腐蝕開裂環(huán)境分區(qū)圖

燕山大學(xué)工程博士學(xué)位論文，斷裂具有延遲性，斷口無明顯塑性變形，其顯微斷口往紋擴(kuò)展速度在 10-6~10-3mm/min 之間，介于均勻腐蝕斷裂與開裂機(jī)理目前還沒有一致的結(jié)論，但一致認(rèn)為硫化物應(yīng)力目前國際上比較認(rèn)可的氫致開裂理論主要有：氫壓理論、弱論、氫促進(jìn)局部塑變導(dǎo)致脆斷理論、以及氫致開裂綜合機(jī)，與 Fe 共存時會發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng)：

氫致開裂型理論[13]認(rèn)為：如圖1-2所示，陰極電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，在材料表面形成氫原子；在材料表面還因陽極電化學(xué)反應(yīng)而形成疏松的硫化亞鐵腐蝕產(chǎn)物。在大多數(shù)腐蝕發(fā)生情況下，大部分氫原子本應(yīng)結(jié)合形成氫分子揮發(fā)，但硫化氫應(yīng)力腐蝕過程中，因鋼材表面吸附活性的硫化物陰離子腐蝕產(chǎn)物（HS-，S2-）具有“毒害”作用，致使大部分氫原子不能結(jié)合成分子氫而揮發(fā)，從而加速氫原子向鋼中擴(kuò)散，使其富集于晶界、位錯、夾雜物、偏析帶、大尺寸析出相等缺陷及應(yīng)力集中位置，造成氫脆，引起材料的塑性和韌性下降，從而產(chǎn)生斷裂。圖 1-2 硫化物應(yīng)力開裂（SSC）機(jī)理示意圖Fig.1-2 Schematic illustration of Hydrogen sulfide stress cracking (SSC)有關(guān)氫致開裂理論中氫原子的作用

【參考文獻(xiàn)】：
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