ผลของอุณหภูมิการแบ่งเบed

Authors: Wang Jiaojiao, Zhao Linlin, Gao Yunzhe, Shi Shuai, Wu Xiaolong, Zhao Yanqing, Zhou Yuqing, Gong Junjie
(Hebei Dahe Materials Technology Co., Ltd., Shijiazhuang, เหอเป่ย 050023)

Abstract: The influence of tempering temperature after quenching at 920°C on the microstructure and mechanical properties of a deep well oil casing steel was studied by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and tensile testing machines. The results show that the tested steel tempered at 500-600°C obtains tempered sorbite, exhibiting high strength, plasticity, และความเหนียว, with a product of strength and elongation ranging from 20.5 ถึง 22.1 GPa·% and impact absorbed energy ranging from 94.6 ถึง 100.3 เจ. When the tempering temperature is 550°C, เหล็กที่ทดสอบแล้วสำหรับท่อน้ำมันลึกแสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมที่ดีที่สุด, ด้วยความต้านทานแรงดึง 978 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต 935 MPa, ผลผลิตของความแข็งแกร่งและการยืดตัวของ 22.1 เกรดเฉลี่ย·%, และผลกระทบที่ดูดซับพลังงานของ 100.3 เจ.

คำสำคัญ: เหล็กกล้าน้ำมัน; อุณหภูมิอารมณ์; โครงสร้างจุลภาค; คุณสมบัติทางกล

1. การแนะนำ

ด้วยการแข่งขันระดับโลกที่เพิ่มขึ้นสำหรับแหล่งพลังงานเชิงกลยุทธ์, ทรัพยากรน้ำมันและก๊าซได้รับความสนใจอย่างมาก. ความสามารถในการสำรองและระดับการสกัดของพวกเขามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความทันสมัยของสังคม 1-2]. เนื่องจากการแสวงหาผลประโยชน์อย่างต่อเนื่องของแหล่งพลังงานน้ำมันและก๊าซมานานกว่าศตวรรษ, ปริมาณสำรองของแหล่งพลังงานน้ำมันและก๊าซที่ใช้ประโยชน์ได้ง่ายบนพื้นผิวโลกไม่สามารถตอบสนองความต้องการของมนุษย์ได้, นำไปสู่สัดส่วนที่เพิ่มขึ้นของการแสวงหาผลประโยชน์ของทรัพยากรน้ำมันและพลังงานก๊าซที่ลึกและลึกเป็นพิเศษ -4]. ตามสถิติ, ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา, ความลึกของบ่อน้ำมันและก๊าซทั่วโลกยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว, ด้วยความลึกของหลุมลึกที่เกิน 5000 ม, เกือบสองเท่าเมื่อเทียบกับก่อน. สภาพแวดล้อมการบริการของปลอกน้ำมันและก๊าซมีความซับซ้อนและรุนแรง, และด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของความลึกของบ่อน้ำมันและก๊าซ, เพื่อความปลอดภัย, ปลอกที่ใช้จะต้องมีความแข็งแรงสูง, พลาสติกสูง, และประสิทธิภาพการกระแทกสูง 5-6].

2. วัสดุและวิธีการทดลอง

เหล็กทดสอบที่ใช้ในบทความนี้ถูกหลอมในก 50 เตาสุญญากาศกิโลกรัมและโยนลงในเหล็กแท่งเหล็กที่มีองค์ประกอบทางเคมีดังต่อไปนี้ (สัดส่วนมวลชน, %): 0.22ค, 0.20และ, 1.35มน, 0.28Cr, 0.17โม, 0.18วี, สมดุล FE. ซิลเล็ตเหล็กหลอมถูกทำให้ร้อนถึง 1,250 ° C และจัดขึ้นเพื่อ 120 ขั้นต่ำในเตาหลอมความร้อน, จากนั้นกลิ้งเป็นไฟล์ 15 มม. หนามม. จากนั้นก็เย็นลงที่อุณหภูมิห้องโดยการฝังทราย. เกี่ยวกับโลหะ, ผลกระทบ, และช่องว่างของชิ้นงานแรงดึงถูกตัดออกจากแผ่นพื้นร้อน, ร้อนถึง 920 ° C และจัดขึ้นเพื่อ 40 ขั้นต่ำในเตาทำความร้อนความต้านทานไฟฟ้า, จากนั้นก็เก็บน้ำถึงอุณหภูมิห้อง. ต่อมา, พวกเขาร้อนถึง 500 ° C, 550องศาเซลเซียส, และ 600 ° C และจัดขึ้นสำหรับ 60 นาที, ตามด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศถึงอุณหภูมิห้อง.

3. ผลการทดลองและการอภิปราย

3.1 ผลของอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาต่อโครงสร้างจุลภาค

ภาพ OM และ SEM ของเหล็กที่ทดสอบหลังจากการดับน้ำและการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิต่างกันแสดงไว้ในรูป 1. จะเห็นได้ว่าโครงสร้างจุลภาคที่มีน้ำ, ด้วยขอบเขตของข้าวออสเทนไนต์ที่มองเห็นได้ชัดเจน (กิ่ง) และขอบเขตของไม้ระแนง, และโครงสร้างที่สม่ำเสมอ. หลังจากแบ่งเบาอารมณ์ที่อุณหภูมิต่างกัน, ได้รับ sorbite อารมณ์. หลังจากแบ่งแยกที่ 500 ° C, เหล็กที่ทดสอบแล้วยังคงรักษาโครงสร้างไม้ระแนงของ Martensite ดับ, ด้วย PAGB ที่ชัดเจนพร้อมกับการตกตะกอนของคาร์ไบด์เหมือนฟิล์ม, และคาร์ไบด์ที่มีลักษณะคล้ายก้านสั้น ๆ ส่วนใหญ่กระจายที่ขอบเขตของไม้ระแนงและบนไม้ระแนง. หลังจากแบ่งแยกที่ 550 ° C, PAGB ของเหล็กที่ทดสอบเริ่มเบลอ, มาพร้อมกับการตกตะกอนของคาร์ไบด์เหมือนก้านสั้น, และการตกตะกอนของคาร์ไบด์ก็เริ่มเป็นทรงกลม. หลังจากแบ่งเบาอารมณ์ที่ 600 ° C, PAGB ของเหล็กที่ผ่านการทดสอบเบลอเพิ่มเติม, และไม่สามารถปฏิบัติตามขอบเขตของไม้ระแนงได้อย่างชัดเจน. คาร์ไบด์กลายเป็นทรงกลมและดีขึ้นมากขึ้น. ด้วยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิการแบ่งเบed, ระดับของการกู้คืนและการตกผลึกซ้ำของเหล็กที่ทดสอบเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง, ขอบเขต PAGB และไม้ระแนงค่อยๆเบลอ, การตกตะกอนของคาร์ไบด์ค่อยๆทรงกลม, และขนาดคาร์ไบด์ค่อยๆลดลง. เป็นที่น่าสังเกตว่าขนาดจุลภาคของเหล็กที่ผ่านการทดสอบไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิการแบ่งแยกเพิ่มขึ้น, ซึ่งมีสาเหตุมาจากการเพิ่มองค์ประกอบ MO ในเหล็กที่ทดสอบแล้ว. การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบ MO มีผลของการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายที่เป็นของแข็ง, เพิ่มความเหนียว, และเพิ่มความมั่นคงด้านอารมณ์ -8]. เหล็กที่ทดสอบแล้วยังมีองค์ประกอบ V, ซึ่งมีผลการเร่งรัดการเสริมสร้างความเข้มแข็ง ]. ในการศึกษาก่อนหน้านี้, พบว่าการตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่ดีและกระจายไปนั้นเป็นซีเมนต์อัลลอยด์ (M3C), คาร์ไบด์แข็งทุติยภูมิ (วี,เอ็กซ์)ค, และคาร์ไบด์ที่ยังไม่ละลาย (วี,เอ็กซ์)C ระหว่างการทำให้เป็นออสเทนไนซ์, โดยที่ m = fe, Cr, มน; x = โม, Cr 10-12]. นอกจากนี้, การตกตะกอนการกระจายตัวที่สอดคล้องกันของเฟสที่สองที่เกิดขึ้นจากองค์ประกอบการติดตามเช่นหมุด MO และ V Dislocations, การปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กที่ทดสอบแล้ว. อุณหภูมิสูงสุดของการตกตะกอนการตกตะกอนทุติยภูมิขององค์ประกอบ MO และ V อยู่ในช่วง 570-580 ° C และ 600-625 ° C 570-580 ° C และ 600-625 ° C, ตามลำดับ 13].

3.2 ผลของอุณหภูมิการแบ่งเบาอารมณ์ต่อคุณสมบัติเชิงกล

คุณสมบัติเชิงกลของเหล็กที่ทดสอบที่อุณหภูมิการแบ่งแยกต่างกันจะแสดงในรูปที่ 2. ดังที่เห็นได้จากรูป 2(ก), ทั้งความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเมื่ออุณหภูมิอารมณ์เพิ่มขึ้น. นี่เป็นเพราะในระหว่างการแบ่งเบา, โครงสร้าง Martensite คาร์บอนสูงดับผ่านการกู้คืน, และความคลาดเคลื่อนได้รับการปรับโครงสร้างองค์กรและการยกเลิกร่วมกัน, เช่น., ความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนลดลง, ทั้งสองอย่างนี้ทำให้โครงสร้างจุลภาคอ่อนลง 4-15]. อย่างเด่น, ความต้านทานแรงดึงมีตั้งแต่ 961 ถึง 1023 MPa, และความแข็งแรงของผลผลิตอยู่ในช่วงจาก 928 ถึง 992 MPa, บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงเล็กน้อย. ในระหว่างการแบ่งเบา, คาร์ไบด์ที่ดีและกระจายไปอย่างต่อเนื่อง, สร้างเอฟเฟกต์เสริมสร้างความเข้มแข็ง. เอฟเฟกต์การเสริมสร้างความเข้มแข็งและการทำให้อ่อนลงชดเชยซึ่งกันและกัน, ส่งผลให้มีความผันผวนเล็กน้อย, ซึ่งสอดคล้องกับโครงสร้างจุลภาค. ด้วยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิการแบ่งเบed, ผลผลิตของความแข็งแรงและการยืดตัวและผลกระทบที่ดูดซับพลังงานของเหล็กที่ทดสอบทั้งสองแสดงแนวโน้มของการเพิ่มขึ้นครั้งแรกและลดลง, ดังแสดงในรูป 2(ข, ค). ผลิตภัณฑ์ของความแข็งแรงและการยืดตัวมีตั้งแต่ 20.5 ถึง 22.1 เกรดเฉลี่ย·%, และแรงกระแทกที่ดูดซับพลังงานได้จาก 94.6 ถึง 100.3 เจ. นั่นคือ, เหล็กที่ผ่านการทดสอบมีความแข็งแรงสูง, plasticity, และความเหนียวภายในช่วงอุณหภูมิการแบ่งเบed. When the tempering temperature is 550°C, เหล็กที่ทดสอบแล้วมีคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมที่สุด, ด้วยความต้านทานแรงดึง 978 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต 935 MPa, ผลผลิตของความแข็งแกร่งและการยืดตัวของ 22.1 เกรดเฉลี่ย·%, และผลกระทบที่ดูดซับพลังงานของ 100.3 เจ, แสดงให้เห็นถึงความแข็งแรงสูงและความทนทานสูง.

3.3 ผลของอุณหภูมิอารมณ์ต่อพฤติกรรมการแตกหัก

สัณฐานวิทยาของโซนการแพร่กระจายของการแตกหักแรงดึงของเหล็กที่ทดสอบที่อุณหภูมิการแบ่งแยกที่แตกต่างกันจะแสดงในรูปที่ 3. จะเห็นได้ว่าพวกเขาทั้งหมดแสดงสัณฐานของการแตกหักแบบเหนียวที่โดดเด่นด้วย dimples ละเอียด, มาพร้อมกับขอบฉีกขาด (ระบุโดยลูกศร) และรอยแตกรองเล็ก ๆ, ซึ่งสอดคล้องกับผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงสูงและการยืดตัวของเหล็กที่ทดสอบแล้ว, แสดงถึงความเป็นพลาสติกสูง. สัณฐานวิทยาของโซนการแพร่กระจายของการแตกหักของแรงกระแทกของเหล็กที่ทดสอบที่อุณหภูมิการแบ่งแยกที่แตกต่างกันจะแสดงในรูปที่ 4. จะเห็นได้ว่าพวกเขาทั้งหมดแสดงสัณฐานของรอยบุ๋ม, มีรอยบุ๋มที่ตื้นและเล็กมาพร้อมกับขอบฉีกขาด (ดูรูป 4(ค), ลูกศร), ซึ่งสอดคล้องกับพลังงานที่ดูดซับแรงกระแทกสูง, บ่งบอกถึงความเหนียวสูงของเหล็กที่ทดสอบแล้ว.

4. บทสรุป

1. เหล็กที่พัฒนาขึ้นเองสำหรับท่อน้ำมันลึกจะได้รับ sorbite ที่มีอารมณ์ภายในช่วงอุณหภูมิการแบ่งเบed, ด้วยระดับของการกู้คืนของโครงสร้าง lath martensite เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง, และคาร์ไบด์ทรงกลมและกระจายอย่างต่อเนื่อง.
2. ภายในช่วงอุณหภูมิการแบ่งเบาของ 500-600 ° C, เหล็กที่ผ่านการทดสอบมีความแข็งแรงสูง, plasticity, และความเหนียว, ด้วยผลิตภัณฑ์ของความแข็งแรงและการยืดตัวตั้งแต่ 20.5 ถึง 22.1 เกรดเฉลี่ย·% และแรงกระแทกดูดซับพลังงานตั้งแต่ 94.6 ถึง 100.3 เจ.
3. When the tempering temperature is 550°C, เหล็กที่ทดสอบแล้วมีคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมที่สุด: แรงดึงของ 978 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต 935 MPa, ผลผลิตของความแข็งแกร่งและการยืดตัวของ 22.1 เกรดเฉลี่ย·%, และผลกระทบที่ดูดซับพลังงานของ 100.3 เจ.

อ้างอิง

1. 1. Knittel C R. ลดการใช้ปิโตรเลียมจากการขนส่ง [เจ]. วารสารมุมมองทางเศรษฐกิจ, 2012, 26(1): 93-118.
   2. Lu Xiaoqing, หลี่ฉิน, Li Chunxiang. การพัฒนาปลอกพิเศษ TP110H สำหรับบ่อกู้คืนน้ำมันหนักที่มีความแข็งแรงสูง]. ท่อเหล็ก, 2007, 36(5): 14-17.
   3. Li Zhoubo, Bi zongyue, Zhang Feng, et al. การวิจัยและพัฒนาปลอกน้ำมันเย็บเกรดเหล็ก Q125 [เจ]. ท่อเชื่อมและท่อ, 2013, 36(8): 32-35.
   4. Zhang Yilong. ศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับท่อน้ำมัน [ดี]. ฉงชิง: ฉงชิงมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2018.
   5. Peng Xianming. การวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุปลอกน้ำมัน 100V-CR-MO [ดี]. ลันโจว: Lanzhou University of Technology, 2012.
   6. Gu Zhengguan. ศึกษากฎหมายอิทธิพลของกระบวนการระบายความร้อนที่ควบคุมได้เกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของปลอกน้ำมัน V140 D D]. เสนยา: มหาวิทยาลัยตะวันออกเฉียงเหนือ, 2019.
   7. Shen Yutao, Zuo Pengpeng, Wu Xiaochun. ผลของ MO ต่อเสถียรภาพทางความร้อนของ 4CR5MO2V HOT WORK Die Steel [เจ]. การรักษาด้วยความร้อนของโลหะ, 2022, 47(12): 168-174.
   8. โจวเจียน, การใช้ไขมัน, Fang Feng, et al. ผลของเนื้อหา MO ต่อโครงสร้างจุลภาคและความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก 9cr18mo [เจ]. การรักษาด้วยความร้อนของโลหะ, 2023, 48(12): 244-249.
   9. Liu bin. ศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของการควบคุมการปลอมแปลงและควบคุมการระบายความร้อน bainitic ที่ไม่ผ่านการสั่งสอนและเหล็กกล้า D D]. ปักกิ่ง: มหาวิทยาลัยปักกิ่ง Jiaotong, 2022.
   10. Lei Ming. ศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กแมงกานีสขนาดกลางที่ได้รับการทำอัลลอยด์วานาเดียม D]. ปักกิ่ง: มหาวิทยาลัยปักกิ่ง Jiaotong, 2019.
   11. พบกับ W, Zhang Y J, Zhao X L, et al. คุณสมบัติความเหนื่อยล้ารอบที่สูงมากของ CR-MO เหล็กอัลลอยด์ต่ำที่มีคาร์ไบด์ที่อุดมไปด้วยวานาเดียมตกตะกอน [เจ]. วัสดุศาสตร์และวิศวกรรม, 2016, 651: 311-320.
   12. Wu Dongsheng, Deng Wei, เหวินฮุ่ย, et al. ผลของปริมาณวานาเดียมต่อการเจริญเติบโตของเมล็ดพันธุ์ออสเทนไนต์ของเหล็ก CR-MO-V สำหรับดิสก์เบรกของ 350 รถไฟความเร็วสูง km/h]. การรักษาด้วยความร้อนของโลหะ, 2023, 48(9): 136-142.
   13. Kihira H, มันคือ S, Mizoguchi s, et al. การสร้างแนวคิดการออกแบบโลหะผสมสำหรับเหล็กต่อต้านการขัดผิวด้วยโบรอน [เจ]. Zairyo-to-Kankyo, 2000, 49(1): 30-40.
   14. โจวเฉิง, Zhao Tan, ท่าน Qibin, et al. ผลของอุณหภูมิการแบ่งเบาทางต่อโครงสร้างจุลภาคและความเหนียวอุณหภูมิต่ำ 1000 MPA เกรด Nicrmov โลหะผสมคาร์บอนต่ำคาร์บอน j]. Acta Metallurgica Sinica, 2022, 58(12): 1557-1569.
   15. Yang Ying, Xu Hongliang, วัง Yubo, et al. ผลของกระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันต่อโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของเหล็กสะพานหนาขนาดใหญ่ [เจ]. การรักษาด้วยความร้อนของโลหะ, 2023, 48(10): 23-28.

โพสต์ที่เกี่ยวข้อง

มัลติฟังก์ชั่น ms erw ท่อกลมสีดำ

ท่อ ERW สีดำ. ความต้านทานไฟฟ้าเชื่อม (ERW) ท่อผลิตจากเหล็กแผ่นรีดร้อน / กรีด. คอยล์ที่เข้ามาทั้งหมดได้รับการตรวจสอบตามใบรับรองการทดสอบที่ได้รับจากโรงงานถลุงเหล็กในด้านคุณสมบัติทางเคมีและทางกล. ท่อ ERW ขึ้นรูปเย็นเป็นรูปทรงกระบอก, ไม่เกิดความร้อน.

ERW ท่อเหล็กกลมสีดำ

ท่อไร้รอยต่อผลิตขึ้นโดยการอัดขึ้นรูปโลหะตามความยาวที่ต้องการ; ดังนั้นท่อ ERW จึงมีรอยเชื่อมในหน้าตัด, ในขณะที่ท่อไร้ตะเข็บไม่มีรอยต่อในหน้าตัดตลอดความยาว. ในท่อไร้รอยต่อ, ไม่มีการเชื่อมหรือข้อต่อ และผลิตจากเหล็กแท่งกลมตัน.

ขนาดและน้ำหนักของท่อไร้รอยต่อตามมาตรฐาน

ที่ 3 องค์ประกอบของมิติท่อ ขนาด มาตรฐานของท่อคาร์บอนและท่อสแตนเลส (ASME B36.10M & B36.19ม) ตารางขนาดท่อ (กำหนดการ 40 & 80 ท่อเหล็กหมายถึง) หมายถึงขนาดท่อที่กำหนด (กรมอุทยานฯ) และเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด (ดีเอ็น) แผนภูมิขนาดท่อเหล็ก (ตารางขนาด) ตารางคลาสน้ำหนักท่อ (WGT)

ท่อเหล็กและกระบวนการผลิต

ท่อไร้ตะเข็บผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการเจาะ, โดยที่เหล็กแท่งแข็งถูกให้ความร้อนและเจาะจนกลายเป็นท่อกลวง. ท่อเชื่อม, ในทางกลับกัน, เกิดจากการต่อแผ่นเหล็กหรือขดสองขอบเข้าด้วยกันโดยใช้เทคนิคการเชื่อมแบบต่างๆ.

ท่อเหล็กรายการ UL

ท่อเหล็กคาร์บอนมีความทนทานต่อการกระแทกและการสั่นสะเทือนสูง จึงเหมาะสำหรับการลำเลียงน้ำ, น้ำมัน & ก๊าซและของเหลวอื่น ๆ ใต้ถนน. ขนาด: 1/8″ ถึง 48″ / ความหนา DN6 ถึง DN1200: ช 20, โรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์, 40, เอ็กซ์เอส, 80, 120, 160, ประเภท XXS: พื้นผิวท่อไร้รอยต่อหรือรอย: ไพรเมอร์, น้ำมันป้องกันสนิม, เอฟบีอี, 2วิชาพลศึกษา, 3วัสดุเคลือบ LPE: มาตรฐาน ASTM A106B, A53, API 5L B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, บริการ X70: การตัด, บาก, การทำเกลียว, งานเซาะร่อง, การเคลือบผิว, การชุบสังกะสี

ไม้แขวนสปริงและส่วนรองรับ

ประเภท ก- ใช้ในบริเวณที่มีพื้นที่ส่วนหัวเพียงพอ. ระดับความสูงที่เฉพาะเจาะจงเป็นที่พึงปรารถนา. ประเภทบี- ใช้เมื่อเฮดรูมมีจำกัด. สิ่งที่แนบมากับหัวเป็นแบบดึงเดียว. ประเภทซี- ใช้เมื่อเฮดรูมมีจำกัด. สิ่งที่แนบมากับหัวคือการเชื่อมต่อแบบเคียงข้างกัน