Влияние температуры отпуска на микроструктуру и свойства масляной корпусной стали, используемой для глубоких скважин

Авторы: Ван Цзяджиао, Чжао Линлин, Гао Юнжа, Ши Шуай, Ву Сяолонг, Чжао Яньцин, Чжоу Юцин, Гон Джунджи
(Hebei Dahe Materials Technology Co., ООО, Шидзиажхуанг, Хэбэй 050023)

Абстрактный: Влияние температуры отпуска после гашения при 920 ° С на микроструктуру и механические свойства глубокой скважины масляной корпусной стали изучали с помощью оптической микроскопии (Ли), Сканирующая электронная микроскопия (Который), и машины для испытаний на растяжение. Результаты показывают, что протестированная сталь, смягченная при 500-600 ° С, получает измеренный сорбит, демонстрируя высокую силу, пластичность, и прочность, с продуктом силы и удлинения в диапазоне от 20.5 к 22.1 GPA ·% и воздействие поглощенной энергией в зависимости от 94.6 к 100.3 Дж. Когда температура отпуска составляет 550 ° C, Протестированная сталь для нефтяного корпуса с глубокой скважиной демонстрирует лучшие комплексные механические свойства, с растягиванием 978 МПа, Урожайность 935 МПа, продукт силы и удлинения 22.1 GPA ·%, и воздействие поглощало энергию 100.3 Дж.

Ключевые слова: Нефтяной корпус сталь; Температура отпуска; Микроструктура; Механические свойства

1. Введение

С растущей глобальной конкуренцией за стратегические энергетические ресурсы, Нефтегазовые ресурсы привлекли значительное внимание. Их резервный потенциал и уровень добычи имеют большое значение для модернизации общества 1-2]. Из -за непрерывной эксплуатации энергетических ресурсов нефти и газа более века, Заповедники легко эксплуатируемых энергетических ресурсов нефти и газа на поверхности Земли не могли удовлетворить человеческий спрос, приводя к растущей доле эксплуатации глубоких и сверхглубоких скважин нефти и газовых энергетических ресурсов -4]. Согласно статистике, в последние годы, Глубина нефтяных и газовых скважин в мире продолжает быстро расти, с глубиной глубоких скважин, превышающих 5000 м, почти удвоился по сравнению с до начала. Сервисная среда нефтегазовых оболочек является сложной и резкой, и с непрерывным увеличением глубины нефтяных и газовых скважин, Для обеспечения безопасности, используемые оболочки необходимы для высокой прочности, Высокая пластичность, и высокие результаты 5-6].

2. Экспериментальные материалы и методы

Тестированная сталь, используемая в этой статье 50 Вакуумная печь кг и бросить в стальную заготовку со следующей химической композицией (массовая дробь, %): 0.22С, 0.20И, 1.35Мин., 0.28Кр, 0.17Мо, 0.18В, баланс. Стальная заготовка для расплаты была нагрета до 1250 ° C и удерживала для 120 Мин в сдерживающей тепловой печи, затем перевернулся в 15 горячая плита толщиной мм с начальной температурой прокатки выше 1150 ° C и конечной температурой прокатки выше 850 ° C. Затем он был охлажден до комнатной температуры с помощью захоронения в песке. Металлография, влияние, и растягивающие обработки были вырезаны из горячей плиты, нагревается до 920 ° C и удерживается для 40 Мин в электрическом сопротивлении нагреваемой печи, затем завещается водой до комнатной температуры. Впоследствии, Они были нагреты до 500 ° C, 550°С, и 600 ° C и удерживаться для 60 мин, За последующим воздушным охлаждением до комнатной температуры.

3. Экспериментальные результаты и обсуждение

3.1 Влияние температуры отпуска на микроструктуру

Изображения OM и SEM протестированной стали после гашения воды и отпуска при различных температурах показаны на рисунке 1. Можно видеть, что микроструктура с водой является типичной мартенсит., с четко видимыми границами зерна Austenite (Паг) и границы плат, и равномерная структура. После отпуска при разных температурах, Получается закаленный сорбит. После отпуска при 500 ° С, Протестированная сталь по -прежнему сохраняет структуру пластинки гашленного мартенсита, с прозрачным PAGB, сопровождаемым фильмом, похожим на карбид осадки карбида, и короткие стержневые карбиды, в основном распределенные на границах планки и на планках. После отпуска при 550 ° С, Пагб тестированной стали начинает размываться, в сопровождении осадков коротких карбидов, похожих на стержня, и карбид -осадки начинает сфероидализовать. После отпуска при 600 ° С, PAGB тестированной стали дальше размывается, и никаких очевидных границ планки не наблюдается. Карбиды становятся более сфероидами и более тонкими. С повышением температуры отпуска, Степень восстановления и рекристаллизации тестируемой стали постоянно увеличивается, границы PAGB и Latch постепенно размыты, осаждение карбида постепенно сфероидизирует, и размер карбида постепенно уменьшается. Стоит отметить, что микроструктурный размер тестируемой стали существенно не изменяется с повышением температуры отпуска, что связано с добавлением элемента MO в тестированную сталь. Предыдущие исследования показали, что элемент МО оказывает влияние укрепления твердого раствора, Увеличение прочности, и повышение стабильности отпускания -8]. Протестированная сталь также содержит элемент V, который имеет эффект укрепления осадков ]. В предыдущих исследованиях, Было обнаружено, что штраф и рассеянное осаждение карбида - сплав цементит (M3C), Вторичный закаленный карбид (В,Х)С, и нерастворенный карбид (В,Х)С во время аустинитизации, где m = fe, Кр, Мин.; X = mo, Кр 10-12]. Более того, Когерентное дисперсионное осаждение второй фазы, образованное следовыми элементами, такими как дислокации MO и V Pins, Улучшение механических свойств тестируемой стали. Вторичные пиковые температуры упрочнения осадков в элементах MO и V находятся в диапазонах 570-580 ° C и 600-625 ° C, соответственно 13].

3.2 Влияние температуры отпуска на механические свойства

Механические свойства тестируемой стали при различных температурах отпуска показаны на рисунке 2. Как видно из рисунка 2(а), как прочность на растяжение, так и прочность урожая постепенно уменьшаются с повышением температуры отпуска. Это потому, что во время отпуска, Структура с высоким углеродом утомила репутацию, и дислокации подвергаются реорганизации скольжения и взаимной отмене, Т.е., Плотность дислокации уменьшается, оба из которых смягчают микроструктуру 4-15]. Примечательно, растягивающая сила варьируется от 961 к 1023 МПа, и сила урожайности варьируется от 928 к 992 МПа, указывает на небольшой диапазон изменений силы. Во время отпуска, тонкие и рассеянные карбиды непрерывно осаждать, Получение усиления эффекта. Эффекты укрепления и смягчения компенсируются друг другу, в результате чего небольшой диапазон прочности, который соответствует закаленной микроструктуре. С повышением температуры отпуска, Продукт прочности и удлинения и воздействия поглощенной энергией тестируемой стали, оба демонстрируют тенденцию сначала увеличение, а затем уменьшение, Как показано на рисунке 2(б, с). Продукт силы и удлинения варьируется от 20.5 к 22.1 GPA ·%, и удар поглощенной энергии варьируется от 94.6 к 100.3 Дж. То есть, Протестированная сталь демонстрирует высокую прочность, пластичность, и жесткость в диапазоне температурной температуры. Когда температура отпуска составляет 550 ° C, Протестированная сталь имеет лучшие комплексные механические свойства, с растягиванием 978 МПа, Урожайность 935 МПа, продукт силы и удлинения 22.1 GPA ·%, и воздействие поглощало энергию 100.3 Дж, демонстрируя высокую силу и высокую прочность.

3.3 Влияние температуры отпуска на поведение перелома

Морфология зоны распространения растягивающих переломов тестируемой стали при различных температурах отпуска показана на рисунке 3. Видно, что все они демонстрируют морфологии пластичного перелома, характеризующиеся тонкими ямочками, сопровождается разрывами краев (Указано стрелами) и крошечные вторичные трещины, которые соответствуют высокому продукту прочности и удлинения проверенной стали, указывает на высокую пластичность. Морфологии зоны распространения воздействий переломов протестированной стали при различных температурах отпуска показаны на рисунке 4. Видно, что все они демонстрируют морфологии Dimple, с мелкими и маленькими ямочками, сопровождаемыми разрывами края (См. Рисунок 4(с), стрелка), которые соответствуют высоким поглощенной энергии, Указывание высокой вязкости проверенной стали.

4. Выводы

1. Саморазвитая сталь для обрезки масла в глубокой скважине получает измеренный сорбит в диапазоне температуры отпуска 500-600 ° C, с степенью восстановления структуры мартенсита Lath., и карбиды непрерывно сфероидализируют и рассеивают.
2. В пределах температурной температуры от 500-600 ° C, Протестированная сталь демонстрирует высокую прочность, пластичность, и прочность, с продуктом силы и удлинения в диапазоне от 20.5 к 22.1 GPA ·% и воздействие поглощенной энергией в зависимости от 94.6 к 100.3 Дж.
3. Когда температура отпуска составляет 550 ° C, Протестированная сталь имеет лучшие комплексные механические свойства: Растяжение силы 978 МПа, Урожайность 935 МПа, продукт силы и удлинения 22.1 GPA ·%, и воздействие поглощало энергию 100.3 Дж.

Ссылки

1. 1. Knittel c r. Снижение потребления нефти от транспорта [Дж]. Журнал экономических перспектив, 2012, 26(1): 93-118.
   2. Лу Сяокин, Ли Цин, Ли Чанксан. Разработка TP110H Special Cording для высокопрочного тяжелого масляного теплового уточнения Wells J]. Стальная труба, 2007, 36(5): 14-17.
   3. Ли Чжоубо, Bi Zongyue, Чжан Фэн, и др. Исследования и разработки Q125 Steel Grade Sew Moil Cording [Дж]. Сварные трубы и трубки, 2013, 36(8): 32-35.
   4. Чжан Йилонг. Изучение микроструктуры и свойств коррозионной стали для нефтяного корпуса [Д]. Чунцин: Чунцинский университет науки и техники, 2018.
   5. Пенг Сианминг. Исследование микроструктуры и механических свойств масляного материала 100 В-CR-MO [Д]. Ланчжоу: Технологический университет Ланчжоу, 2012.
   6. Гу Чжэнгуан. Изучение закона о влиянии процесса контролируемого охлаждения на микроструктуру и свойства нефтяного корпуса V140 D]. Шеньян: Северо -восточный университет, 2019.
   7. Шен Ютао, Zuo Pengpeng, Ву Сяочун. Влияние МО на тепловую стабильность 4CR5MO2V горячая работа по умиранию сталь [Дж]. Тепловая обработка металлов, 2022, 47(12): 168-174.
   8. Чжоу Цзянь, Пианист, Клык Фенг, и др. Влияние содержания МО на микроструктуру и коррозионную стойкость стали 9CR18MO [Дж]. Тепловая обработка металлов, 2023, 48(12): 244-249.
   9. Лю Бин. Изучение микроструктуры и свойства контролируемой ковки и контролируемого охлаждения Бейнита не заваривается и закаленная сталь D]. Пекин: Пекинский университет Цзиотонг, 2022.
   10. Лей Мин. Исследование микроструктуры и механических свойств средней марганцевой стали с ванадием.]. Пекин: Пекинский университет Цзиотонг, 2019.
   11. Встретиться, Чжан Y J., Чжао х л, и др. Очень высокие усталостные свойства стали CR-MO с низким сплавом, содержащие осадки карбида, богатые ванадием, осадки [Дж]. Материаловая наука и инженерия, 2016, 651: 311-320.
   12. Ву Донгшенг, Дэн Вэй, Вэнь Хуэй, и др. Влияние содержания ванадия на рост зерна аустенита стали Cr-Mo-V для тормозных дисков 350 Км/ч высокоскоростные поезда j]. Тепловая обработка металлов, 2023, 48(9): 136-142.
   13. Kihira H., Это с, Мизогучи с, и др. Создание концепции дизайна сплавов для сталей анти-жиров с бором [Дж]. Zairyo-to-kankyo, 2000, 49(1): 30-40.
   14. Чжоу Ченг, Чжао Тан, Вы цибин, и др. Влияние температуры отпуска на микроструктуру и низкотемпературную вязкость 1000 MPA Grade Nicrmov с низким содержанием углерода Сталь J j]. Acta Metallurgica Sinica, 2022, 58(12): 1557-1569.
   15. Ян Инг, Xu Hongliang, Ван Юбо, и др. Влияние различных процессов термической обработки на микроструктуру и свойства мостовых сталей большой толщины [Дж]. Тепловая обработка металлов, 2023, 48(10): 23-28.

Похожие сообщения

Многофункциональная черная круглая трубка ms erw

ВПВ ЧЕРНЫЕ трубы. Электрическая сварка сопротивлением (ВПВ) Трубы производятся из горячекатаных рулонов. / разрезы. Все поступающие рулоны проверяются на основании сертификата испытаний, полученного от сталелитейного завода, на их химические и механические свойства.. Труба ERW подвергается холодной штамповке в цилиндрическую форму., не горячей штамповки.

Черная круглая стальная труба ERW

Бесшовная труба изготавливается методом экструзии металла до необходимой длины.; поэтому трубы ВПВ имеют сварное соединение в поперечном сечении, при этом бесшовная труба не имеет стыков в поперечном сечении по всей длине. В бесшовной трубе, не имеет сварки и соединений, изготавливается из цельных круглых заготовок..

Размеры и вес бесшовных труб по стандартам

The 3 элементы размеров труб Стандарты размеров труб из углеродистой и нержавеющей стали (АСМЭ Б36.10М & Б36.19М) Таблица размеров труб (Расписание 40 & 80 стальная труба означает) Значение номинального размера трубы (НПС) и номинальный диаметр (DN) Таблица размеров стальных труб (Таблица размеров) Таблица весовых классов труб (ВГТ)

Стальные трубы и производственные процессы

Бесшовные трубы производятся методом прошивки., где твердая заготовка нагревается и прошивается с образованием полой трубки. Сварные трубы, с другой стороны, образуются путем соединения двух кромок стальных пластин или рулонов с использованием различных методов сварки..

Стальные трубы UL List

Труба из углеродистой стали обладает высокой устойчивостью к ударам и вибрации, что делает ее идеальной для транспортировки воды., масло & газ и другие жидкости под дорогами. Размеры Размер: 1/8″ до 48″ / Толщина от DN6 до DN1200: Щ 20, СТД, 40, XS, 80, 120, 160, Тип XXS: Поверхность бесшовной или сварной трубы: Праймер, Антикоррозийное масло, ФБЕ, 2ЧП, 3Материал с покрытием LPE: АСТМ А106Б, А53, API 5Л Б, х42, х46, Х52, Х56, Х60, х65, Сервис X70: Резка, Снятие фаски, Резьба, обработка канавок, Покрытие, Гальванизация

Пружинная вешалка и опора

Тип А- Используется там, где имеется достаточно места для головы.. Желательна определенная высота. Тип Б- Используется там, где высота ограничена.. Головное крепление представляет собой одинарный выступ.. Тип С- Используется там, где высота ограничена.. Крепление головы расположено бок о бок.