伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國原油需求量逐年增加。經(jīng)過多年開采,我國油田的井深和井液腐蝕性（H2S、CO2和NaCl等）均呈上升趨勢。抽油桿是開采原油過程中的關(guān)鍵提升部件。在低成本的前提下,提高抽油桿的強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性能和抗腐蝕疲勞性能是抽油桿用鋼的重要發(fā)展方向。國外H級（高強(qiáng)度級別）抽油桿用鋼主要采用Ni-Cr-Mo系調(diào)質(zhì)合金鋼,其成本較高；國內(nèi)主要采用高M(jìn)n含量的Si-Mn-Mo系非調(diào)質(zhì)貝氏體鋼,成本有所下降,但組織和力學(xué)性能不穩(wěn)定。本文基于粒狀貝氏體強(qiáng)韌化機(jī)制,兼顧淬透性和耐蝕性,設(shè)計(jì)了一種低成本的Nb微合金化高Cr低Mo的Si-Mn-Cr-Mo-B系低碳貝氏體抽油桿用鋼。通過大量實(shí)驗(yàn)室研究、工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和用戶應(yīng)用,最終成功開發(fā)了一種綜合力學(xué)性能優(yōu)良、性能穩(wěn)定的H級貝氏體抽油桿用鋼。用這種鋼加工制成的抽油桿抗拉強(qiáng)度Rm≥1000MPa、伸長率A200≥10%、沖擊功Aku2≥60J,滿足了H級抽油桿的標(biāo)準(zhǔn)要求。主要工作內(nèi)容如下：利用Gleeble-2000熱模擬試驗(yàn)機(jī),研究了含Nb低碳貝氏體鋼的熱變形奧氏體晶粒的再結(jié)晶行為、變形后至貝氏體相變前奧氏體晶粒的長大行為以及冷卻速度... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３?３種鋼的５０％存活率礦ＡＯｌｉｉ線??Ｋｇ．?１．３?Ｓ－Ｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ａｔ?５０％?ｓｕｒｖｉｖａｌ?ｒａｔｅ??

能力得到改善，從而提高材料的耐蝕性。??絡(luò)作為是不誘鋼的主要合金元素，其耐蝕性按照ｎ／８規(guī)律作躍進(jìn)式的突變。隨著絡(luò)??含量的增加，不誘鋼在氧化性介質(zhì)中耐腐蝕能為相應(yīng)增加。絡(luò)能有效地提高鋼的點(diǎn)蝕電??位值，降低鋼對點(diǎn)蝕的敏感性。當(dāng)絡(luò)與巧配合使用時(shí)，抗點(diǎn)蝕效果更好。巧元素除了提??高耐點(diǎn)蝕性能，在低合金鋼中還能提高鋼的抗硫化物破裂能力，降低鋼中Ｍ的活度，大??大降低鋼的吸氨傾向。??不誘鋼抗局部腐蝕性能可用點(diǎn)蝕當(dāng)量ＰＲＥ?（Ｐｉ扣ｎｇ?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）來定量表??示：??ＰＲＥＮ?＝?［Ｃｒ］?＋?１．５?［Ｍｏ］?＋?［Ｗ］?＋?［Ｎｂ］?＋?３０?［Ｎ］?（２－７）??本式適用于很寬的合金成分范圍。點(diǎn)蝕當(dāng)量值越高，鋼的耐蝕性越高。??含絡(luò)鋼腐蝕產(chǎn)物膜對油套管鋼有良好的保護(hù)作用。圖２．１為不同絡(luò)含量的油套管鋼??遭受井液中的二氧化碳腐蝕后的腐蝕層示意圖。??

在變形道次間隔時(shí)間內(nèi)，回復(fù)軟化先于再結(jié)晶發(fā)生，軟化率約為１０％，而??軟化率從１０％到９５％的軟化過程主要是由再結(jié)晶引起的，當(dāng)軟化率達(dá)到約％％時(shí)，則??為完全再結(jié)晶。由圖３．５可知，隨著變形溫度的提高，試驗(yàn)鋼的軟化率呈現(xiàn)上升趨勢；隨??著變形間隔時(shí)間的増加，軟化率也呈現(xiàn)上升趨勢。但在９００’Ｃ、９５０‘Ｃ和１００（ＴＣ變形時(shí)，??軟化率曲線上出現(xiàn)了平臺，即在間隔時(shí)間為１化至５化這段時(shí)間內(nèi)，靜態(tài)再結(jié)晶軟化趨??勢出現(xiàn)停滯。靜態(tài)再結(jié)晶軟化率曲線中出現(xiàn)的平臺形狀與妮、鐵的碳氮化物顆粒的析出??有關(guān)ｔｉＭｌ。在微合金化元素中，魄被認(rèn)為是延遲靜態(tài)再結(jié)晶過程最有效的合金元素。靜??態(tài)再結(jié)晶的激活能非常明顯地受妮溶解、尤其是妮析出行為的影響。含妮鋼變形后，經(jīng)??過一定的保溫時(shí)間（孕育期）開始析出Ｎｂ（Ｃ；Ｎ），變形程度越離（崎變能越高），析出??速度越快。細(xì)小的Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）析出相釘扎在奧氏體亞晶界和晶界，使晶界難Ｗ移動(dòng)，因而??抑制并推遲再結(jié)晶的發(fā)生。???

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]低碳Mn系空冷貝氏體鋼的強(qiáng)韌性優(yōu)化研究[D]. 王勇圍.清華大學(xué) 2009



本文編號：3443880