不同含碳量和熱處理工藝對(duì)C90石油套管組織及性能的影響.pdf

1、現(xiàn)階段世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展正在趨于全球一體化，油氣能源供不應(yīng)求，為滿足石油產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)的供應(yīng)，石油開采已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，隨著石油產(chǎn)品儲(chǔ)量降低，石油開采環(huán)境逐漸向含硫化氫、二氧化碳介質(zhì)轉(zhuǎn)變，研究抗H2S腐蝕、抗CO2腐蝕的石油用管勢(shì)在必行。
　　本論文以C90鋼級(jí)石油套管為研究對(duì)象，以低合金鋼為研究基礎(chǔ)，研究一種具有良好的強(qiáng)度與韌性的C90鋼級(jí)用鋼。本研究設(shè)計(jì)不同化學(xué)成分的鋼種，對(duì)Mn、Si、Cr、Mo的含量不變，C含量分別采用0.20%

2、、0.22%、0.25%，比較不同碳含量的實(shí)驗(yàn)鋼在采用相同熱處理后的顯微組織和力學(xué)性能。最終選定一種強(qiáng)度、韌性與硬度匹配較好的材料進(jìn)行熱處理工藝實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)最終選定的實(shí)驗(yàn)鋼分別采用850℃、900℃、950℃加熱，保溫60min水淬，在選定性能相對(duì)優(yōu)化的淬火溫度后，分別在600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃進(jìn)行回火，保溫60min，空冷，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)鋼的拉伸性能、沖擊功、硬度及顯微組織。對(duì)不同熱處理?xiàng)l件下得到的材料性能

3、指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，探索出最合理的熱處理方案，并完成工業(yè)試制。
　　研究得出，含碳量0.20%的實(shí)驗(yàn)鋼在相同熱處理工藝制度下晶粒大小更均勻，屈服強(qiáng)度為621MPa，抗拉強(qiáng)度為743MPa，在試驗(yàn)溫度為0℃時(shí)3/4尺寸沖擊功為158J，洛氏硬度平均值為HRC21.70，各項(xiàng)性能均符合石油管標(biāo)準(zhǔn)對(duì)C90石油套管產(chǎn)品的規(guī)定，可以作為C90鋼級(jí)的優(yōu)選鋼種。然后對(duì)含碳量0.20%的實(shí)驗(yàn)鋼在不同淬火及回火溫度下得到的組織和性能進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果為含

4、碳量0.20%的實(shí)驗(yàn)鋼在淬火溫度為900℃、回火溫度為660℃時(shí)，顯微組織顯現(xiàn)均勻的索氏體，晶粒細(xì)小均勻，屈服強(qiáng)度為699MPa，抗拉強(qiáng)度為799MPa，在試驗(yàn)溫度為0℃時(shí)3/4尺寸沖擊功為120J，洛氏硬度平均值為HRC22.3，實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)度、韌性及硬度匹配最優(yōu)。
　　含碳量0.20%的實(shí)驗(yàn)鋼在φ180Mini-MPM限動(dòng)芯棒軋管機(jī)組工業(yè)試制后，其拉伸、沖擊及硬度均滿足標(biāo)準(zhǔn)API5CT《套管和油管規(guī)范》的要求，這證明無(wú)縫鋼管廠具