QPQ技术处理N80钢性能的研究

发布时间：2017-10-28 22:32

  本文关键词：QPQ技术处理N80钢性能的研究

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【摘要】：N80钢是石油器械上应用最为广泛的钢材,仅石油管材就有一半使用N80钢。N80钢在高温、高压、高矿化度油田水的腐蚀环境中工作,每年因腐蚀断裂造成的经济损失数以亿计。近年来,国内各大钢铁企业都加强了对N80钢在成分、工艺、防护手段等方面的研究。QPQ技术是一项具备较高抗腐蚀抗磨损的盐浴复合处理技术。研究QPQ技术处理的N80钢机械性能、抗电化学腐蚀性能,优化QPQ处理工艺是提高QPQ处理N80钢在油田环境下的适用性,提供QPQ技术在石油器械上推广应用的可行性证明,实现QPQ技术在油田器械上的产业化应用的重要手段。本文采用金相显微镜、显微硬度计和扫描电镜等分析手段,结合API标准拉伸实验、电化学腐蚀实验研究了QPQ处理N80油管力学性能、抗腐蚀性能。得到如下结论：(1)650℃高温QPQ处理的N80钢综合力学性能达到API标准要求,QPQ处理后的N80钢表面硬化,基体组织粗化,屈服强度和抗拉强度变化量均小于35 MPa。微裂纹在疏松层上萌生并迅速扩展导致QPQ处理N80钢塑性变形量减少,延伸率平均下降5%;(2)650℃高温QPQ技术处理的N80钢比气体渗氮、镀锌、镀铬、盐浴复合处理、未处理的N80钢试样腐蚀电位都高,腐蚀电流密度更小,阻抗值更大。疏松层导致QPQ技术处理和气体渗氮技术处理的N80钢抗腐蚀性能下降,而镀层腐蚀产物的溶解导致镀铬和镀锌抗电化学腐蚀能力差；(3)采用620℃盐浴氮化2.5 h+350℃盐浴氧化15 min,盐浴C_((CNO~-))在0.24～0.28 mol/L的QPQ工艺处理的N80钢抗腐蚀性能最佳,电化学腐蚀实验中出现钝化现象。
【关键词】：QPQ技术 N80钢 API标准 电化学腐蚀
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG161;TG142.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-25
• 1.1 QPQ技术简介8-19
• 1.1.1 QPQ技术的形成及发展8-13
• 1.1.2 QPQ技术产品性能13-16
• 1.1.3 QPQ技术代替镀铬技术的可行性16-19
• 1.2 N80钢简介19-22
• 1.2.1 N80钢成分配比及热处理工艺19-20
• 1.2.2 N80钢的性能20-22
• 1.3 QPQ技术处理N80钢的研究现状22-23
• 1.4 本课题研究的内容及意义23-24
• 1.4.1 研究的内容23
• 1.4.2 研究的意义23-24
• 1.5 本试验执行的基本路线24-25
• 2 试验材料、设备及方法25-29
• 2.1 试验材料25
• 2.2 试验设备25-27
• 2.3 试验方法与检测分析27-29
• 2.3.1 API标准拉伸实验参数设定及分析方法27
• 2.3.2 电化学腐蚀实验参数设定及分析方法27-28
• 2.3.3 QPQ工艺参数选择及QPQ工艺优化28-29
• 3 N80钢QPQ工艺设计及盐浴特性29-32
• 3.1 N80钢的QPQ工艺设计29-30
• 3.2 QPQ处理用盐浴的稳定性30-32
• 3.3 QPQ工艺中抛光工序的作用32
• 4 QPQ处理后N80钢的力学性能32-40
• 4.1 QPQ处理层的物相32-33
• 4.2 QPQ处理层的组织33-34
• 4.3 拉伸实验34-35
• 4.4 断口形貌35-37
• 4.5 裂纹形成过程37-38
• 4.6 QPQ处理样品的断裂机理分析38-40
• 5 QPQ处理后N80钢的耐蚀性能40-48
• 5.1 金相腐蚀实验40-42
• 5.2 电化学腐蚀实验42-46
• 5.3 阻抗分析46-48
• 6 N80钢的QPQ处理工艺优化48-51
• 6.1 盐浴氧化时间对表面疏松层的影响48-49
• 6.2 N80钢管QPQ处理工艺优化49-50
• 6.3 优化QPQ工艺处理的N80钢管的耐蚀性能50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-57
• 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况57-58
• 致谢58

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本文编号：1110264