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塔河油田非金属管材应用与认识1 油田概況西北油田分公司是中石化的第二大油田，所属油气田内腐蚀环境十分恶劣，采出液具有“高CO2、高H2S、高CI-，低pH值”的“三高一低”特点，腐蚀带来的直接损失和间接损失呈现逐年上升的趋势。
据统计，各行各业由于腐蚀造成的损失约占国民生产总值的3%，而石油与石化行业尤为严重，约占到其产值的6%左右。
2 非金属管应用与失效情况目前已应用各类非金属管材980.77km，约占油田集输管线的15%，且应用量逐年增加。
目前非金属管线敷设主要以经验和规范进行设计选材，没有按照油田实际工况条件进行适应性试验和评价选择，导致管材失效问题较为突出，制约了非金属管材推广应用。
2.1 非金属管应用现状随着腐蚀问题的加剧，对非金属管材的需求也逐步扩大，截止到2021年12月底，塔河油田已建非金属管线总长度约980.77km，其中玻璃钢管线长度524.533，占总管线比例53.48%。
根据介质特性、腐蚀环境、材料性能等特点，主要对应用较广的玻璃钢、塑料复合管等非金属管材等优缺点进行分析。
2.1.1 玻璃钢优点为质轻，抗腐蚀强，零件少，便于安装，永久变形小，使用寿命长，缺点为抗外力破坏性差，维修困难，存老化问题，耐温低，不适合DN400以上大口径管道；连接方式手工糊制、螺纹承插胶接及O型圈承插连接。
2.1.2 塑料合金复合管优点为适合注水及生活用水介质，卫生，无毒，安装方便，造价低，缺点为耐温性能差，抗冲击能力差，连接方式为金属转换接头承插胶接。
2.1.3 连续增强复合管的优点是耐腐蚀性强，流体特性小，对接快，耐温80℃，一次性施工长度长，缺点为脆性大，抗破坏性能力差，不易修复，连接方式为金属转换接头法兰连接。
2.2 非金属管失效情况由于种类多、厂家多，非金属管材的性能和质量参差不齐，导致在塔河油田使用时暴露出了一些失效问题。
2021年以来非金属失效逐年增多，以接头失效为主。
至2021年非金属管材在原油系统腐蚀频次0.079次/公里，金属腐蚀穿孔频次0.265次/公里，是非金属管材腐蚀刺漏的6倍；污水系统中非金属管材发生腐蚀、刺漏频次0.04次/公里，金属发生腐蚀穿孔频次2.33次/公里，是前者的约58倍。
非金属材料在油田的应用【摘要】目前大庆油田稳产4000万吨的大会战正在如火如荼的进行。
新技术，新材料的应用更是发挥了巨大的作用。
在此介绍下此类非金属材料管材的实际应用情况，为今后的非金属管道应用提供技术依据。
【关键词】非金属材料；耐腐蚀；连续性前言管道与输送介质相对流动，这就要求管道内部尽可能光滑，减少磨阻；另外考虑介质的腐蚀性。
随着油田后期的开发与建设，埋地金属管道腐蚀日趋严重。
根据调查统计，大庆油田萨北开发区自投产至今，已建成各类埋地金属管道4150Km，其中超过十年使用年限的有1970Km，占埋地管道总数的47.5%，存在腐蚀程度比较严重的管道有1100Km，占埋地管道总数的26.5%。
为了解决埋地管道的腐蚀问题，非金属管道开始广泛应用，先后在注水、污水、输气以及聚合物母液输送上得到应用。
如今在油气集输管道选材上主要应用的非金属材料有玻璃钢管及塑料复合管。
现对两种材质做如下对比：一、玻璃钢管线的性能分析1.1玻璃钢管道是由玻璃纤维、不饱和树脂固化而成的，与金属管道相比，具有以下优点：（1）耐蚀性能优异，对水质无影响。
玻璃钢管道能抵抗酸、碱、盐、海水、未经处理的污水、腐蚀性土壤或地下水及众多化学流体的侵蚀。
比传统管材的使用寿命长，其设计使用寿命一般在50年以上。
（2）内壁光滑，水力摩擦阻力小，能显著减少沿程的流体压力损失提高输送能力。
因此，可带来显著的经济效益，具体体现在：①在输送能力相同时工程可选用内径较小的玻璃管道，从而降低一次性的工程投入。
②采用同等内径的管道，玻璃钢管道可比其他材质管道减少压头损失，节省泵送费用。
③可缩短泵送时间，减少长期运行费用。
（3）导热系数低，保温性能好，耐热性、抗冻性好。
在一30℃状态下，仍具有良好的韧性和极高的强度，可在一50℃-80℃的范围内长期使用。
（4）自重轻、强度高、运输安装方便。
采用纤维缠绕生严的夹砂玻璃钢管道，其比重在1.65-2.0，只有钢的1/4，但玻璃钢管的环向拉伸强度为180-300MPa 轴向拉伸强度为60-15OMPa，近似合金钢。
《含Nb非调质油井管N80-1合金成分和轧管工艺的优化研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长，油井管作为石油开采的重要设备，其性能和质量对石油开采的效率和安全性具有重要影响。
N80-1合金作为含Nb非调质油井管的主要材料，其合金成分和轧管工艺的优化研究对于提升油井管的整体性能具有重要意义。
本文旨在研究N80-1合金的成分优化及其对轧管工艺的影响，以期为油井管的生产和应用提供理论支持。
二、N80-1合金成分分析N80-1合金是一种含Nb非调质油井管材料，其合金成分主要包括铁、碳、硅、锰、铌等元素。
其中，铌元素的加入对提高合金的力学性能和耐腐蚀性能具有重要作用。
通过合金成分的优化，可以有效改善油井管的性能。
本研究通过对N80-1合金成分进行精确控制和调整，以优化其力学性能、耐腐蚀性能等关键性能指标。
通过实验和模拟分析，确定了最佳合金成分范围，为轧管工艺的优化提供了基础。
三、轧管工艺优化研究轧管工艺是油井管生产过程中的关键环节，对油井管的性能和成本具有重要影响。
本研究通过优化轧管工艺参数，如轧制温度、轧制速度、轧制道次等，以提高N80-1合金油井管的性能。
首先，通过对轧制温度的控制，使合金在适当的温度范围内进行轧制，以获得良好的塑性和加工性能。
其次，通过调整轧制速度和轧制道次，使轧管过程中合金的变形更加均匀，从而提高油井管的力学性能。
此外，还研究了轧管过程中的润滑条件和模具设计对油井管性能的影响。
四、实验与结果分析为了验证N80-1合金成分优化和轧管工艺优化的效果，我们进行了大量实验和分析。
通过对比优化前后的油井管性能指标，如抗拉强度、屈服强度、延伸率、耐腐蚀性能等，评估了优化效果。
实验结果表明，经过合金成分优化和轧管工艺优化，N80-1合金油井管的性能得到了显著提高。
优化后的油井管具有更高的抗拉强度和屈服强度，同时保持了良好的延伸率和耐腐蚀性能。
此外，优化后的轧管工艺还提高了生产效率和产品质量稳定性。
156 军民两用技术与产品 2018·4（下）1 非金属管道的优点1.1 双面防腐，使用寿命较长原油、聚合物驱以及污水中含有许多腐蚀性物质，诸如矿化物、硫化氢等，大大降低了金属管道的使用寿命。
非金属管材在常温下不溶于大多数有机溶液和无机溶液（酸、碱、盐），不会产生离子溶解现象，具备良好的化学稳定性。
因此，应用非金属管道代替钢管，可以减缓管道内腐蚀和外腐蚀。
非金属复合管使用寿命一般在30年以上，与一般的金属管道相比具备显著优势，长远经济效益高。
1.2 水力特性优异，输送阻力较小钢管内壁相对粗糙，并且会随着腐蚀结垢而更加粗糙。
非金属管道内壁较为光滑，比如：钢骨架增强聚乙烯塑料复合管、塑料合金防腐蚀复合管的相对粗糙度小于0.001；并且内壁不易结垢和结蜡，可以大大减少清管频次。
一定条件下，非金属管道的相对粗糙度较小，摩阻系数较小，摩阻损失较小。
相同条件下，采用169×6.1玻璃钢管的摩阻损失只有159×5.0钢管的50%；排除管径不同的因素，摩阻降低达36%。
但当流动处于层流区或紊流光滑区时，层流或层流底层的厚度能够完全覆盖住内壁的全部粗糙突起，即相对粗糙度的大小对摩阻系数无影响。
因此，采用非金属管道不一定会起到节能减阻的目的。
1.3 导热系数较低非金属管道的导热系数较低，比如：钢骨架增强聚乙烯复合管和的高压玻璃纤维管导热系数约为0.40W/（m·℃），塑料合金防腐蚀复合管的导热系数只有0.21W/（m·℃），不足钢管的0.5%。
非金属管材的导热系数虽然不及金属管材的1%，但是仍大于保温材料的导热系数。
因此，对于保温要求较高的工程而言，比如：埋地敷设土壤湿度较高，架空敷设，输送高凝原油等，仅仅改用非金属管是不够的，即使采用非金属管也不能显著降低保温层厚度；对于保温要求不高的工程而言，可以采用非金属管道代替金属管材而不用另外进行保温处理，进而可以达到节约成本的目的。
浅谈金属管材及非金属管材在油田中的应用摘要现今油田输油用管线分为金属管材和非金属管材。
本文主要根据上述两种管材在油田的实际应用情况,对其性能做出客观分析与评价,总结上述管材的优点与缺陷,给管道设计选材提供一点参考。
关键词无缝钢管;玻璃钢复合管;钢骨架复合管0 引言玻璃钢(FRP)管又称“不饱和聚氨树酯夹砂管”和钢骨架复合管都是近十几年发展起来的管材,由于两者具有耐腐蚀、不结垢、抗老化、安装方便,使用寿命长而得到快速的发展,逐渐取代金属管材,被广泛应用于石油、化工领域。
1 金属管道油田用金属管材主要包括无缝钢管和不锈钢管材,其中无缝钢管在使用中占主导地位,广泛应用于石油化工工艺中各个环节,其连接方式以焊接为主。
金属管道有金属管材具有耐高压,容易更换;适用于任何规格直径的技术管道,特别是DN400以上的压力管道等优点。
但也有施工复杂,需要大量的人力物力和较长的时间;其防腐层是人工制作,寿命很有限,接头的防腐及焊缝质量是很难保证的,加之内壁未进行防腐处理,管道耐腐蚀性能差,严重影响系统的使用寿命;金属管材内壁粗糙,摩阻系数大,压力损失大等缺点。
2 玻璃钢管道玻璃钢管线最早应用于城市及排水工程,但随着其性能的日益提高,现已广泛应用石油化工等工业领域。
根据玻璃钢管线与钢管之间的链接方式,将其归为胶接连接和机械连接,其中胶接连接包括承插口鞋面胶接、对接包缠连接、搭接包缠连接;机械连接包括承插口连接,法兰连接、螺纹连接;其中承插口连接又包括承插单密封圈或尼龙键连接,承插双密封圈连接、承插双密封圈或尼龙连接。
一般说来,油田用玻璃钢复合管线主要用于输油、输水(包括污水及原油托出水)管线,常用的压力等级为0~4.0MPa。
而在实际使用中胶接连接和机械连接两者各有优缺点胶接连接的优点表现在:玻璃钢胶接连接由于质轻,便于运输;且因不需要金属紧固件,故减少材料损耗,费用低;由于是非金属,因此,不会由于地层盐碱或管内流体腐蚀;同时由于在管材之接头处进行去油污,打磨处理,并对打磨部位或裸露纤维处涂抹与内衬层相同的材料,使该区域的耐腐蚀性能与管体相同;由于各种胶接连接均在接头处玻璃钢丝包缠外管体,且在上面涂抹树脂故密封性好;管线连接处无开孔而切断纤维,不会引起应力集中,降低管材的承载力,不易发生泄漏;零件数量少,便于安装;永久变形小,使用寿命长。
《含Nb非调质油井管N80-1合金成分和轧管工艺的优化研究》篇一一、引言随着全球对能源需求的不断增长，石油开采逐渐深入地下，对于油井管材料的要求也日益提高。
含Nb非调质油井管N80-1合金作为一种重要的石油开采用管材，其性能的优化对于提高石油开采效率和安全性具有重要意义。
本文旨在研究N80-1合金的成分优化以及轧管工艺的改进，以提高其综合性能。
二、N80-1合金成分分析N80-1合金是一种以Nb（铌）为主要合金元素的非调质油井管材料。
其合金成分主要包括铁、碳、铌以及其他微量元素。
这些元素的比例对合金的性能具有重要影响。
首先，铁是N80-1合金的主要成分，其含量决定了合金的基本性能。
其次，适量的碳元素可以提高合金的硬度和强度。
而铌元素的加入则能够显著提高合金的抗腐蚀性和韧性。
此外，其他微量元素的添加也对合金的综合性能有着重要的影响。
在成分优化方面，我们通过调整各元素的含量比例，以达到最佳的力学性能、抗腐蚀性能和加工性能。
同时，我们还研究了不同成分对合金组织结构的影响，以确定最佳的合金成分组合。
三、轧管工艺的优化研究轧管工艺是决定油井管性能的关键因素之一。
通过对轧管温度、轧制力、轧制速度等工艺参数的优化，可以提高管材的性能和表面质量。
我们首先研究了轧制温度对N80-1合金管材性能的影响。
适当的轧制温度可以提高材料的可塑性，降低变形抗力，有利于提高产品的尺寸精度和表面质量。
此外，我们还研究了轧制速度和轧制力对管材组织结构和性能的影响，以确定最佳的工艺参数组合。
四、成分与工艺的协同优化在确定了N80-1合金的最佳成分和轧管工艺参数后，我们进一步研究了成分与工艺的协同优化。
通过调整合金成分和轧管工艺参数的组合，以达到最佳的力学性能、抗腐蚀性能和加工性能。
我们通过实验对比了不同成分和工艺参数组合下的N80-1合金管材的性能，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性以及抗腐蚀性能等。
通过对比分析，我们确定了最佳的成分和工艺参数组合。
特殊油井管的种类和应⽤特殊油井管的种类和应⽤在钻采⽯油、天然⽓时，除需要钻探机械设备外，还需要专⽤管材，即钻柱、套管、油管等，统称为“油井管”。
在钻柱中，还包括钻铤和⽅钻杆。
我国内陆原油产量仅占世界总产量的5%左右，⽽且单⼝井产量低，井数多，耗管量⾼。
随着我国⽯油钻采由东部向西部及沿海⼤陆架的战略转移，油层的深度也由浅⼊深，井内油⽓压⼒和温度亦不断提⾼。
有些油井压⼒达到或超过100MPa，井底温度超过200℃；有些油⽥是硫化氢、⼆氧化碳、负离⼦等共存的重腐蚀油⽓。
这样的钻采条件对油井管的要求很苛刻，⼀旦油井管选择不当，造成脱扣、压溃和漏⽓，将会使油井报废(南疆、川西等地区的油⽓井，⼀⼝井投资约 3000万－4000万元，个别的⾼达1亿元)。
因此，对油井管质量要求越来越⾼，特殊油井管的⽤量也越来越⼤。
⽬前国内特殊油井管⽣产基本上是空⽩。
因此，在我国⼤⼒开发⾼钢级、特殊油井管势在必⾏。
以下介绍⼏种特殊油井管的特点。
1.超⾼强度油井管为满⾜深井和超深井的钻采需要，API标准的钢级通常为P110。
国外已开发出⽐API5CT标准更严格、强度级别更⾼的油井管。
超⾼强度套管都是特殊螺纹管。
⽇本住友⾦属⼯业公司的SM系列及G组、⽇本钢管(NKK)公司的NK系列等均为超⾼强特殊螺纹套管。
5000m以上的超深井，已使⽤NK-V150钢级。
这是由于我国有些油⽥的⼯况条件相当恶劣，使⽤P110钢级时可能会出现失效事故。
2.⾼压溃套管这种套管的下井深度超过同钢级、同壁厚的普通套管，且管柱重量相对减轻、套管内径较⼤。
⽤在3000m以上的油⽓井、海洋油⽓井中，其经济效果尤为显著。
⽬前，在我国的四川、新疆、长庆、胜利以及东海、渤海等油⽥，已使⽤⽇本住友⾦属⼯业公司的Sm-95T，Sm-110T等⾼压溃套管以及⽇本钢管(NKK)公司的NK-T95，NK- T110等⾼压溃套管。
3.防腐蚀套管我国⼀些含硫油⽓⽥，过去在使⽤API标准中的L80，C90钢级的套管时，易发⽣问题。
第37卷 第1期2002年1月钢 铁I RON AND ST EELV o l.37,N o.1January2002非调质油井管钢的开发应用任海鹏 马洪悌 刘春明 崔润炯 (东北大学)(成都无缝钢管有限责任公司)摘 要 研究了轧制工艺对不同成分的非调质油井管钢组织与性能的影响,并分析了不同组织对韧性的影响。
结果表明,中碳铁素体—珠光体型非调质钢完全满足N280油井管的要求,在950～850℃大压下量终轧有利于获得较高的韧性。
关键词 非调质钢 油井管 韧性αD EVELOP M ENT AND APPL I CAT I ON OF NON-QUENCHEDAND TE M PERED STEEL S FOR O I L-W ELL TUBER EN H ai p eng M A Hongti L I U Chunm ing(N o rtheastern U n iversity)CU I R un ji ong(Chengdu Seam less T ube Co.,L td.)ABSTRACT T he effect of ro lling p rocesses on m icro structu re and p rop erties of non2 quenched and tem p ered steels fo r o il2w ell tube w ith vari ou s com po siti on w as studied.T he in2 fluence of m icro structu re on toughness w as analyzed.T he resu lts show that m edium carbon non2quenched and tem p ered steels w ith ferrite2pearlite m icro structu re can com p letely satisfy the requ irem en t fo r N280o il2w ell tube.Ro lling w ith large reducti on at950～850℃is p rop i2 ti ou s to gain h igher toughness.KEY WOR D S non2quenched and tem pered steel,o il2w ell tube,toughness1 前言随着石油工业的发展,对油井管用钢的性能要求不断提高。
我国油井管用钢品种不全,钢级较低,生产成本居高不下,远不能满足石油工业发展的需要。
因此,迫切需要研制生产成本低、强韧性良好的油井管钢。
非调质钢属经济型钢种,已在汽车、拖拉机等行业得到了成功应用,具有明显的经济效益。
采用非调质钢生产油井管,可大幅度降低生产成本,同时也为非调质钢的推广应用开辟了新的领域。
本文的工作是从油井管中用量最大的N280油井管出发,研究非调质钢在油井管中应用的可能性,探讨轧制工艺对组织与性能的影响,从而提出适宜的钢种,以满足石油工业发展的需求。
2 试验材料与方法试验钢由钢铁研究总院冶炼并锻造,采用50 kg真空感应炉冶炼,浇注成锭。
1200℃加热开坯锻成42mm×42mm×260mm坯料。
试验钢化学成分如表1所示。
表1 试验钢的化学成分T able1 Chem ical compo siti on of test steels%编号C Si M n P S V C r A l1013901701196010100100801090—0105020132015511640101101006010980165—3013801701160010100100501066—010404013001691160010100100501065—01032α()轧制试验在二辊可逆式轧机上进行,采用三段轧制工艺轧成615～7mm 板材,轧后空冷和风冷,模拟成都无缝钢管厂生产时的变形条件(1220℃加热—穿孔—轧管—定径—冷却),轧制工艺采用1220℃加热,1160℃开轧变形70%,1070℃轧制变形46%,终轧采用三种工艺:①970℃终轧变形7%;②850℃终轧变形7%;③850℃终轧变形1215%。
测试力学性能的拉伸试样采用板材样品,测定伸长率的标距用公制50mm 以代替英制要求。
室温冲击试样为5mm ×10mm ×55mm 的V 型缺口试样。
同时对4号试验钢进行了系列冲击试验,以检测试验钢的韧脆转变温度。
将冲击实验后的试样制备成金相样品,在金相显微镜下进行组织分析。
3 试验结果分析311 试验钢的显微组织与力学性能由力学性能测试结果得知,1号钢强度较高,空冷时Ρb =1036M Pa ,韧性较差,其冲击功只有4J 。
增加冷速(风速),强度提高约90M Pa ,而韧性基本保持不变,无法满足性能要求。
2号钢强度最高,风冷时Ρb =1225M Pa ,但冲击功只有6J 。
金相分析表明,在空冷条件下,两种钢的组织均为大量贝氏体、珠光体与少量网状铁素体,风冷时组织全部为贝氏体,这是造成韧性差的主要原因。
图1(a )为风冷条件下2号钢的显微组织。
由表1可知,1号钢碳含量较高,同时含有1196%的锰。
2号钢碳含量虽然较1号钢低,锰含量为1164%,同时还含有0165%的铬。
因而使钢的显微组织中产生了大量贝氏体,降低了韧性。
在铁素体—珠光体非调质钢中,锰具有重要的强化作用,是必备元素,但其含量要适宜。
锰含量超过115%～116%时,或当M n >115+(C r ,N i )时就会生成贝氏体。
这种组织的钢虽然强度高,但韧性较低[1]。
贝氏体的形态对非调质钢的韧性影响较明显,上贝氏体会降低室温韧性,在低于韧脆转变温度后,平台能较高。
有研究指出[2],非调质钢中存在少量粒状贝氏体,尤其是无规则分布的粒状贝氏体对韧性没有损害。
因而对铁素体—珠光体非调质钢除了应控制组织中生成的贝氏体量以外,还应控制其形态。
图1 试验钢的金相组织F ig 11 Op tical m icro structure of test steel(a )2号钢风冷;(b )3号钢空冷 3号钢锰含量为116%,未加铬。
4号钢是在3号钢基础上降碳,碳含量为0130%。
所以显微组织都是以铁素体加珠光体为主,是钒微合金化碳锰钢轧态普遍出现的组织特征。
性能检测结果显示,3号钢为Ρb =872M Pa ,韧性较低,冲击功为12J 左右。
金相分析表明组织中珠光体量较多,铁素体少且呈网状沿晶界分布,并有少量贝氏体存在,见图1(b )。
这些组织因素都对韧性有损害。
钢中碳含量对韧性的影响是通过改变珠光体和铁素体的相对含量而起作用的,碳含量增加,使铁素体量减少,珠光体量增多,导致冲击值下降[3]。
4号钢由于碳含量降低,强度下降90M Pa ,韧性显著提高,其冲击功增加到24J 。
钢的显微组织为多边形铁素体加珠光体,贝氏体消失,如图2(a )所示。
由于碳含量降低,使铁素体量增加,网状消除,组织稍有细化,韧性大幅度提高。
由以上分析可见,采用铁素体—珠光体非调质钢生产N 280油井管是完全可行的,其成分应以碳锰钢为基础,加钒微合金化。
312 轧制工艺对组织与力学性能的影响由以上组织与力学性能的分析可见,4号钢对于N 280油井管完全适宜。
由于对非调质钢的研究表明[4],终轧温度控制在≤950℃,可有效提高钢的综合性能,尤其是韧性。
因而本试验只研究在970℃以下温度和变形量的变化对性能的影响。
本研究采用3种轧制工艺轧制,研究了轧制工艺对4号钢性能的影响。
表2为4号钢不同轧制工艺空冷后性能・26・钢 铁 第37卷图2 4号钢金相组织F ig 12 Op tical m icro structure of N o .4steel(a )970℃终轧,变形7%;(b )850℃终轧,变形7%;(c )850℃终轧,变形1215%的变化,图2为不同轧制工艺空冷后的金相组织。
表2 轧制工艺对4号钢空冷后力学性能的影响T able 2 Effect of ro lling p rocess on m echanicalp roperties of N o .4steel after coo ling 工艺Ρs M PaΡb M Pa∆ %A K J A P I 5CT 标准552 755689171523①586788241025②594797251026③581791281034由表2可见,在本试验条件下,变形量一定时,随终轧温度降低,强度有所提高,韧性变化不大。
终轧温度不变时,增加变形量,屈服强度略有降低,抗拉强度基本不变,而韧性明显提高。
上述结果表明变形温度对钢的韧性影响较小,而增加变形量对提高韧性是有利的。
终轧温度降低,形变奥氏体晶粒伸长,同时晶粒内产生变形带,晶体缺陷增多,引起奥氏体有效晶界面积增加,使铁素体形核地点增多,相变后铁素体量增加,晶粒细小均匀(图2(b )),韧性提高。
所谓有效晶界面积是指奥氏体晶界面积和变形带面积之和。
铁素体晶粒直径随有效晶界面积增加而减小。
终轧温度高时,将发生再结晶,轧后冷至相变温度的时间较长,形变奥氏体有足够时间发生静态再结晶和晶粒长大,造成奥氏体晶粒粗化,使相变后组织也粗大,钢的韧性降低。
高温变形时,易发生动态再结晶,要获得细小晶粒,必须要加大变形量。
较低温度(850℃)变形时,随着变形量的增加,形变奥氏体晶粒显著伸长,变形带数量增多,会使奥氏体晶粒进一步细化,最终组织细小均匀(图2())。
奥氏体晶粒尺寸、先共析铁素体量及晶粒尺寸是冲击韧性的主要影响因素。
变形温度越低,动态再结晶的驱动力越小,因而再结晶量较少,钢中积累的形变能越高,变形停止后会发生静态再结晶,而钢中的钒有阻止再结晶的作用,同时轧后冷至相变温度的时间较短,再结晶晶粒来不及长大。
钢中所含的锰降低A 3温度,在相同的相变前奥氏体晶粒尺寸下,锰含量较高时具有较大的相变细化作用,使相变后的组织细小均匀,对钢的强度和韧性都有利。
本试验钢提高轧后冷却速度,采用风冷时,对强度的影响不大,韧性有所提高。
这主要是增加冷速,奥氏体晶粒不易长大,非平衡转变加剧,使珠光体尺寸减小,形态发生变化,有利于韧性的提高。
但是,由于本试验冷速差别较小,组织变化不明显,所以韧性提高有限。
综上所述,4号钢在本试验各条件下均能满足N 280油井管的性能要求,且对工艺变化的敏感性较小。
采用低温较大压下量终轧,可获得细小均匀组织,明显改善韧性,具有良好的综合力学性能。
313 实验温度对冲击性能的影响对4号钢进行的系列冲击试验结果如表3所示。
