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《兰州理工大学》 2012年
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100V-Cr-Mo石油套管材料组织与性能研究

彭先明  
【摘要】:石油工业在我国国民经济中占有重要的地位。油井管是石油天然气勘探开发必须使用的工程用的重要材料。每年用于油井管的投资占了石油工业总投资的1/5。石油管在石油工业中的地位,不仅表现在用量大、投资大,更主要的是它的质量、性能与石油工业发展的关系重大。石油工业中每年由于油套管的磨损、腐蚀、套损、断裂、开裂、挤毁等所带来的破坏和损失对国家造成重大经济损失。随着石油资源的不断开采,石油天然气勘探开发向极地和海洋拓展,开采难度越来越大,深井、超深井由于井下高温、高压环境,对油套管的强度、韧性等使用性能有特殊要求。材料在强度提高的同时,塑韧性会有一定程度的削弱,特别是当屈服强度达到150钢级时,韧性不足问题就更为突出。本研究以Q125钢级套管26CrMo4为基础,通过添加合金化元素钒,提高合金元素钼含量,完成了一种100V-Cr-Mo高强度高韧性油套管材料。对材料进行了拉伸、冲击、硬度等材料的力学性能实验检测;进一步探讨了淬火温度、回火时间、回火温度对材料力学性能的影响,并结合实际从而确定了合适的热处理工艺制度;通过电子显微镜、EDS、XRD等方法分析100V-Cr-Mo套管材料的显微组织、化学成分及其物相组成;通过摩擦磨损实验,研究材料的耐磨性能。 实验结果表明:采用925℃保温20min+淬火(水淬)到230℃+出水空冷(在空冷过程中温度回升到350℃左右)+再次入水冷却到室温+650℃高温回火处理,使材料屈服强度达到1150~1160MPa、抗拉强度1190~1240MPa、伸长率19﹪~22﹪、冲击功115~130J,硬度在38~41HRC,100V-Cr-Mo材料比26CrMo4材料有更高的强度及韧性。分析表明,100V-Cr-Mo材料的调质处理晶粒细小、组织均匀,晶粒度大于9级,为回火索氏体,具有优良的耐摩擦性能。其高强度、高韧性、耐磨损的性能适合在深井、超深井开采过程中用作油套管。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG131

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【参考文献】
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