高强度油井管钢中的Nb偏析及形成机制分析
发布时间：2022-01-02 11:41
研究了含Nb高强度油井管钢连铸坯和管材的Nb偏析行为。利用OM、SEM、EDS、EMPA等手段,揭示了含Nb高强度油井管钢连铸圆坯中存在的富Nb、富C点状缺陷及其与管材内壁出现的条带组织中大尺寸NbC的对应关系。从Nb、C元素含量与其固溶度积间的关系分析了Nb的偏析机制。分析认为,大尺寸NbC是由于Nb的分配系数小,在连铸坯凝固后期枝晶间大量富集所形成。经固溶度积计算,富集的Nb含量可高于基体的5.4倍。
【文章来源】：钢铁研究学报. 2020,32(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
铸坯横截面低倍侵蚀形貌图
实验材料为含Nb的110级油井管钢,取自商业生产的连铸管坯和管材。主要化学成分(质量分数,%)为C 0.24,Si 0.20,Mn 0.45, Cr 1.01,Mo 0.80,Nb 0.028,S 0.002,P 0.008, Fe余量。生产工艺流程为:电弧炉初炼→钢包精炼→真空精炼→弧形连铸→连铸管坯→环形炉加热→穿孔→连轧→步进炉加热→定径→锯切→调质处理→管材。连铸圆管坯横截面直径为280 mm,管材外径为301.5 mm,壁厚29.5 mm。连铸管坯低倍铸态组织样品直接在完整截面上切取,经机械研磨后用热盐酸水溶液进行低倍侵蚀。根据低倍组织形貌特征对铸坯不同位置进行化学成分定量分析和金相组织观察,化学成分取样位置如图1所示,取样位置为1～7共7个区域。金相样品取样位置为1和2两个区域,样品尺寸为10 mm×10 mm×10 mm。管材样品从管壁上切取。首先,在管壁上取一个轴向长15 mm,壁厚29.5 mm,周向厚度10 mm的金相试样,经研磨抛光后用饱和苦味酸水溶液进行腐蚀,然后观察其宏观形貌。微观组织形貌样品沿管材壁厚的内壁、中间和外壁处取样。所有金相样品经研磨抛光后用3%(体积分数)硝酸酒精溶液进行腐蚀,腐蚀后的样品分别在Zeiss LSM700型光学显微镜和JSM-6310F型场发射扫描电镜上观察,并用EPMA-1610型电子探针进行元素面扫描,定性分析偏析区组织中指定位置的化学成分。2 实验结果
铸坯心部区域的微观组织形貌图
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强耐蚀管钢点状偏析及带状缺陷的特征与演变[J]. 李博,张忠铧,刘华松,罗明,兰鹏,唐海燕,张家泉. 金属学报. 2019(06)
[2]高强度油井套管钢偏析与含Nb析出相研究[J]. 耿豪,张忠铧,唐海燕,兰鹏,罗明,张家泉. 钢铁研究学报. 2019(04)
[3]HIC and SSC Behavior of High-Strength Pipeline Steels[J]. Xian-Bo Shi,Wei Yan,Wei Wang,Lian-Yu Zhao,Yi-Yin Shan,Ke Yang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(07)
[4]低铬抗硫套管的H2S/CO2腐蚀行为研究[J]. 吕祥鸿,赵国仙,王宇,张建兵,董会,谢凯意. 钢铁研究学报. 2010(07)
本文编号：3564112
【文章来源】：钢铁研究学报. 2020,32(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
铸坯横截面低倍侵蚀形貌图
实验材料为含Nb的110级油井管钢,取自商业生产的连铸管坯和管材。主要化学成分(质量分数,%)为C 0.24,Si 0.20,Mn 0.45, Cr 1.01,Mo 0.80,Nb 0.028,S 0.002,P 0.008, Fe余量。生产工艺流程为:电弧炉初炼→钢包精炼→真空精炼→弧形连铸→连铸管坯→环形炉加热→穿孔→连轧→步进炉加热→定径→锯切→调质处理→管材。连铸圆管坯横截面直径为280 mm,管材外径为301.5 mm,壁厚29.5 mm。连铸管坯低倍铸态组织样品直接在完整截面上切取,经机械研磨后用热盐酸水溶液进行低倍侵蚀。根据低倍组织形貌特征对铸坯不同位置进行化学成分定量分析和金相组织观察,化学成分取样位置如图1所示,取样位置为1～7共7个区域。金相样品取样位置为1和2两个区域,样品尺寸为10 mm×10 mm×10 mm。管材样品从管壁上切取。首先,在管壁上取一个轴向长15 mm,壁厚29.5 mm,周向厚度10 mm的金相试样,经研磨抛光后用饱和苦味酸水溶液进行腐蚀,然后观察其宏观形貌。微观组织形貌样品沿管材壁厚的内壁、中间和外壁处取样。所有金相样品经研磨抛光后用3%(体积分数)硝酸酒精溶液进行腐蚀,腐蚀后的样品分别在Zeiss LSM700型光学显微镜和JSM-6310F型场发射扫描电镜上观察,并用EPMA-1610型电子探针进行元素面扫描,定性分析偏析区组织中指定位置的化学成分。2 实验结果
铸坯心部区域的微观组织形貌图
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强耐蚀管钢点状偏析及带状缺陷的特征与演变[J]. 李博,张忠铧,刘华松,罗明,兰鹏,唐海燕,张家泉. 金属学报. 2019(06)
[2]高强度油井套管钢偏析与含Nb析出相研究[J]. 耿豪,张忠铧,唐海燕,兰鹏,罗明,张家泉. 钢铁研究学报. 2019(04)
[3]HIC and SSC Behavior of High-Strength Pipeline Steels[J]. Xian-Bo Shi,Wei Yan,Wei Wang,Lian-Yu Zhao,Yi-Yin Shan,Ke Yang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2015(07)
[4]低铬抗硫套管的H2S/CO2腐蚀行为研究[J]. 吕祥鸿,赵国仙,王宇,张建兵,董会,谢凯意. 钢铁研究学报. 2010(07)
本文编号：3564112
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3564112.html
