六级分支井分岔装置用10CrMnMoSi双相钢的热处理工艺及性能研究

发布时间：2017-10-29 11:30

  本文关键词：六级分支井分岔装置用10CrMnMoSi双相钢的热处理工艺及性能研究

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【摘要】：本文根据六级分支井分岔装置的有限元分析结果,以及分岔装置的设计、选材和制备工艺要求,探索了10CrMnMoSi铁素体马氏体双相钢的热处理制度及组织结构和性能变化。 采用OM、SEM、EDS、显微硬度测试以及万能试验机等现代分析手段分析了730℃-850。C不同温度亚温淬火后的10CrMnMoSi铁素体马氏体双相钢的组织结构和力学性能。对热处理过后的双相钢管进行30%大膨胀率膨胀,研究膨胀成功双相钢管的组织结构、力学性能变化,并通过高温高压釜试验、电化学试验研究膨胀后双相钢的腐蚀行为。所得结果如下： 1)10CrMnMoSi在亚温淬火后得到铁素体和马氏体两相组织。淬火温度升高,马氏体由狭长的岛状分布转变为板条马氏体与铁素体呈纤维状共存；同时,马氏体含量由730。C时的10.29%增加到850。C时的61.22%；马氏体、铁素体的晶粒大小都随着淬火温度的升高而减小,铁素体晶粒尺寸由14.20um减小到2.72um,马氏体尺寸由5.35um减小至2.11um。 2)随着淬火温度的增加,双相钢的屈服强度、抗拉强度总体上表现为上升趋势；延伸率则表现为下降趋势；屈强比值表现为先降低后升高；断口形貌由最初的典型韧性断裂转向脆性断裂；铁素体的显微硬度逐渐增高,由730℃时的171.86HV增加至850。C时的255.63HV；马氏体的硬度则逐渐降低,由707.17HV降低到479.35HV。 3)采用Hollomon应力应变模型、Crussard-Jaoult分析方法(简称C-J分析)和修正的C-J(修正的Swift方程)分析方法对10CrMnMoSi双相钢的加工硬化行为进行分析。由修正的C-J分析与Hollomon应力应变模型之间的关系得出试样的m,、m2和n1、n2值。790℃亚温淬火后试样的n1、n2值相对较大。且随着淬火温度的升高,马氏体体积分数增加,铁素体马氏体双相钢的“转折应变”点逐渐向左移动。 4)膨胀过程中750℃、770℃、790℃淬火后的双相钢成功膨胀30%,未出现开裂现象。由于加工硬化的作用,膨胀后双相钢的屈服强度、抗拉强度明显增加,延伸率降低。双相钢表现为较强的脆性倾向。 5)10CrMnMoSi双相钢的腐蚀行为研究表明,膨胀后双相钢的抗腐蚀性能均低于膨胀前双相钢的抗腐蚀性能。淬火温度为790℃时膨胀后试样的腐蚀速率最低,抗腐蚀性能最好。
【关键词】：六级分支井分岔装置 铁素体马氏体双相钢 亚温淬火 组织结构
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG161
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-23
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 六级分支井技术8-13
• 1.2.1 分支井技术简介8-11
• 1.2.2 六级分支井技术国外研究概况11-12
• 1.2.3 六级分支井技术国内研究概况12
• 1.2.4 六级分支井完井系统设计与工艺技术12-13
• 1.3 相钢概述13-21
• 1.3.1 先进钢铁材料13-14
• 1.3.2 铁素体马氏体双相钢国内外研究现状14-16
• 1.3.3 铁素体马氏体双相钢的组织与性能16-18
• 1.3.4 铁素体马氏体双相钢的生产工艺18-19
• 1.3.5 合金元素对铁素体马氏体双相钢的影响19-21
• 1.4 本文研究的主要内容及目的21-23
• 第2章 不同温度亚温淬火后的组织结构分析23-34
• 2.1 制备六级分支井分岔装置材料的选择23-25
• 2.2 试验方法25-33
• 2.2.1 组织结构分析26-31
• 2.2.2 马氏体体积分数与两相的晶粒尺寸31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 不同温度亚温淬火后的铁素体马氏体双相钢的力学性能分析34-52
• 3.1 试验方法34-35
• 3.2 单轴拉伸下的变形行为35-41
• 3.2.1 不同温度亚温淬火后的应力-应变曲线35-40
• 3.2.2 铁素体马氏体双相钢的屈服特征40-41
• 3.3 铁素体马氏体双相钢的加工硬化行为41-45
• 3.3.1 Hollomon应力应变模型42-43
• 3.3.2 C-J分析43
• 3.3.3 修正的C-J分析43-45
• 3.4 马氏体含量对双相钢变形特征的影响45-47
• 3.5 断口形貌(SEM)分析47-49
• 3.6 不同温度亚温淬火后M-F的显微硬度49-51
• 3.7 本章小结51-52
• 第4章 10CRMNMOSI双相钢大膨胀率膨胀后的组织结构及力学性能研究52-60
• 4.1 试验方法52-53
• 4.2 试验结果分析53-58
• 4.2.1 膨胀结果53
• 4.2.2 实际膨胀率53-54
• 4.2.3 金相组织54-56
• 4.2.4 力学性能56-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第5章 膨胀前后双相钢的腐蚀行为研究60-67
• 5.1 试验方法60-61
• 5.2 试验结果61-66
• 5.2.1 高温高压釜结果分析61-63
• 5.2.2 极化曲线分析63-65
• 5.2.3 阻抗谱分析65-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第6章 结论与展望67-69
• 6.1 文章结论67-68
• 6.2 存在不足与展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士期发表的论文和学术成果74

【参考文献】

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本文编号：1112831