不同含碳量和熱處理工藝對C90石油套管組織及性能的影響.pdf

1、現(xiàn)階段世界經(jīng)濟發(fā)展正在趨于全球一體化，油氣能源供不應求，為滿足石油產(chǎn)品對市場的供應，石油開采已經(jīng)進入快速發(fā)展階段，隨著石油產(chǎn)品儲量降低，石油開采環(huán)境逐漸向含硫化氫、二氧化碳介質(zhì)轉變，研究抗H2S腐蝕、抗CO2腐蝕的石油用管勢在必行。
　　本論文以C90鋼級石油套管為研究對象，以低合金鋼為研究基礎，研究一種具有良好的強度與韌性的C90鋼級用鋼。本研究設計不同化學成分的鋼種，對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驗鋼在采用相同熱處理后的顯微組織和力學性能。最終選定一種強度、韌性與硬度匹配較好的材料進行熱處理工藝實驗研究。對最終選定的實驗鋼分別采用850℃、900℃、950℃加熱，保溫60min水淬，在選定性能相對優(yōu)化的淬火溫度后，分別在600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃進行回火，保溫60min，空冷，檢驗實驗鋼的拉伸性能、沖擊功、硬度及顯微組織。對不同熱處理條件下得到的材料性能

3、指標進行比對，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%的實驗鋼在相同熱處理工藝制度下晶粒大小更均勻，屈服強度為621MPa，抗拉強度為743MPa，在試驗溫度為0℃時3/4尺寸沖擊功為158J，洛氏硬度平均值為HRC21.70，各項性能均符合石油管標準對C90石油套管產(chǎn)品的規(guī)定，可以作為C90鋼級的優(yōu)選鋼種。然后對含碳量0.20%的實驗鋼在不同淬火及回火溫度下得到的組織和性能進行分析，試驗結果為含

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