回火温度对抗硫钻杆钢析出相形貌及力学性能的影响-论文.pdf

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1、第33卷第3期材料热处理学报V01．33NO．32012年3月TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTMarch2012回火温度对抗硫钻杆钢析出相形貌及力学性能的影响王航，韩礼红，胡锋，冯耀荣，孙军(1．中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西西安710065；2．西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，陕西西安710049)摘要：通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)观察及硬度、拉伸性能测试，研究了抗硫钻杆钢中析出相的析出行为。结果表明：抗硫钻杆钢中析出相的形貌及结构尺寸具有多重特征，表现出对回火温度的依赖性。580℃回火温度下，铁素体基体上析

2、出微米量级的棒状及纳米量级的球形析出相，抗硫钻杆钢强度因而较高。回火温度升高到625℃，析出相形貌逐渐向球形演变，并且其体积分数增加，抗硫钻杆钢强度、塑性同时提高，强度达到150ksi钢级，表现出良好的强度／韧性匹配。回火温度680℃下，析出相沿晶界析出并逐渐聚集，导致抗硫钻杆钢强度急剧降低。抗硫钻杆钢的强／韧性匹配依赖于析出相一位错交互作用和析出相一基体变形协调两种机制的相互竞争。关键词：抗硫钻杆；析出相：强度：韧性中图分类号：TG142．1文献标志码：A文章编号：1009．6264(20l2)03—0088-06Effectoftemperingtemperatureonpreci

3、pitateandmechanicalpropertiesofananti-sulfur，drillpipesteelinH2ScontainingenvironmentsWANGHangHANLi—hong，HUFeng，FENGYao—rong，SUNJun(1．TubularGoodsResearchInstituteofChinaNationalPetroleumCorporation，Xi’an710065，China；2．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，C

4、hina)Abstract：Precipitatesandmechanicalpropertiesofananti—sulfurdrillpipesteeltemperedatdifferenttemperatureswereinvestigatedbymeansofopticalmicroscopy(OM)，transmissionelectronmicroscopy(TEM)，hardnessandtensiletests．Theresultsshowthatrod—shapedprecipitateswithmicronsizeandspherical-shapedprecipi

5、tateswithnanometersizeareobservedinthematrixofferriteforthesteeltemperedat580℃．Astemperingtemperatureincreasesto625℃．thevolumefractionofprecipitateincreasesremarkably．anditsshapeisevolvedintospheregradually．Consequently，strengthandtoughnessofthesteelimprovessimuhaneously，withthetensilestrengthhi

6、gherthan1000MPa．Withincreasingtemperingtemperatureto680℃，precipitationoccurrsandsegregatesalonggrainboundary，whichresultsindegradationinstrength．Finally，thecompetitivemechanismbetweenprecipitate—dislocationinteractionandharmonizingprecipitate-matrixdeformation，whichisresponsibleforoptimialmatchb

7、etweenstrengthandductility，isdiscussed．Keywords：drillpipe；alloycarbide；multipleprecipitates；strength；ductility抗硫钻杆是川渝地区、塔里木等西部地区高含硫漏后破”断裂准则，来预防意外断裂、掉井、硫化氢泄化氢油气田勘探开发的重要工具。由于钻杆钢对硫漏等事故¨。但是钻杆硫化氢应力腐蚀对材料硬度化氢应力腐蚀开裂的高度敏感性，国内外抗硫钻杆的非常