钻杆钢疲劳规律及断裂机理研究
本文关键词： S135钻杆钢 预腐蚀 缺口 疲劳 解理 出处：《西安石油大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：本文以S135钻杆钢为研究对象,采用电化学测试、挂片试验、扫描电镜和能谱分析的方法研究了S135钻杆钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为;采用疲劳试验研究了预腐蚀和缺口类型对S135钻杆钢疲劳寿命的影响规律,对其断口形貌进行了宏观和微观分析,探讨了疲劳断裂机理。S135钻杆钢在3.5%NaCl溶液中具有阳极溶解特征,没有钝化现象;随着腐蚀时间的延长,S135钻杆钢的开路电位负移,电荷传递电阻减小,腐蚀电流密度增加,试样的腐蚀速率增加。在3.5%NaCl溶液中进行预腐蚀,S135钻杆钢的腐蚀以点蚀为主,随着腐蚀时间的延长,蚀坑变大变深,腐蚀产物与基体结合不紧密,易脱落,保护性变差。在空气中,S135钻杆钢呈现疲劳极限特征,疲劳裂纹萌生于试样表面,疲劳断口由疲劳源区、疲劳裂纹稳定扩展区和瞬断区组成,疲劳源区以解理断裂为主要特征,裂纹扩展区以解理断裂为主伴随有疲劳条带,随着加载应力的减小,疲劳条数目带增加。预腐蚀和缺口的存在均降低材料的疲劳寿命。随着预腐蚀时间的延长,S135钻杆钢的疲劳寿命明显减少,疲劳裂纹萌生于试样表面的腐蚀坑或者靠近腐蚀坑的地方,加载应力较高时,裂纹扩展区以解理断裂为主要特征,加载应力较低时,裂纹扩展区为疲劳条带特征;缺口的存在明显降低材料的疲劳寿命,导致材料过早的发生疲劳断裂,疲劳裂纹萌生于试样表面的缺口处,裂纹扩展区以解理断裂为主要特征,随着加载应力的减小,疲劳裂纹扩展区出现少量的疲劳条带。
[Abstract]:In this paper, S135 drill pipe steel was studied by electrochemical test, corrosion test, corrosion behavior of S135 drill pipe steel in 3.5%NaCl solution by scanning electron microscopy and energy spectrum analysis; fatigue test of pre corrosion and gap type on the fatigue life of S135 steel with the drill pipe, the fracture morphology were the macro and micro analysis, discusses the fatigue fracture mechanism of.S135 drill pipe steel with anodic dissolution characteristics in 3.5%NaCl solution, no passivation; with the corrosion time increasing, the open circuit potential negative shift of S135 drill pipe steel, charge transfer resistance decreases and the corrosion current density increased, the corrosion rate of the sample increases. Pre corrosion in 3.5%NaCl solution in the corrosion of S135 drill pipe steel pitting corrosion, with the prolongation of corrosion time, corrosion pits become larger and deeper, the corrosion product and substrate combination, easy to fall off, to protect the poor in air. Gas, S135 drill pipe steel presents the fatigue limit characteristics of fatigue crack, fatigue fracture surface of the specimen was born adorable, by the fatigue source region, the fatigue crack propagation zone and fracture zone, the fatigue source region to cleavage fracture is mainly characterized by crack propagation in cleavage fracture accompanied by fatigue striation decreases with the loading stress the fatigue number increased. With the pre corrosion and gap decreased the fatigue life of materials. With the increasing of the corrosion time, the fatigue life of S135 steel pipe significantly reduced fatigue crack at the surface of the adorable corrosion pits or near corrosion pits where the loading stress is high, crack propagation by cleavage fault is the main feature, the loading stress is low, crack fatigue band gap characteristics; reduce fatigue life of materials, resulting in premature fatigue fracture, fatigue crack initiation The crack propagation area is mainly characterized by cleavage fracture at the notch of the specimen surface. With the decrease of loading stress, a small number of fatigue bands appear in the fatigue crack growth area.
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE921.2;TG142.1
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，本文编号：1464603
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