根據(jù)熱采井的服役溫度,對(duì)P110H熱采套管鋼進(jìn)行了高溫拉伸試驗(yàn),并對(duì)不同溫度下的斷口形貌進(jìn)行了觀察,分析了由于溫度影響而引起的斷裂機(jī)理變化。結(jié)果表明:隨著溫度的升高,P110H鋼的屈服強(qiáng)度顯著下降,而抗拉強(qiáng)度下降并不明顯,屈強(qiáng)比隨溫度升高而降低。在高溫的影響下,其斷裂過(guò)程由微孔聚合誘發(fā)剪切擴(kuò)展斷裂的組合斷裂過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒖拙酆蠟橹鲗?dǎo)的韌性斷裂過(guò)程,其主要原因是由于高溫使位錯(cuò)激活能增加,提高了材料的塑性變形能力。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2020,45(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

拉伸試樣尺寸

P110H鋼的主要組織為回火索氏體，如圖2(a)所示，其中，包含密集的針狀鐵素體和大量的滲碳體析出相。在圖2(b)中，針狀鐵素體呈現(xiàn)明顯的灰黑色線條，并且能夠觀察到其表現(xiàn)出明顯不同的方位角取向，不同取向的針狀鐵素體邊界為原奧氏體晶界，其內(nèi)部的針狀鐵素體寬度小于2μm。2.2 溫度對(duì)拉伸性能的影響

P110H鋼在不同溫度下的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖3所示。20℃和150℃時(shí)，彈性階段結(jié)束后，存在明顯的屈服點(diǎn)，屈服后應(yīng)力隨應(yīng)變?cè)黾虞^小，在到達(dá)抗拉強(qiáng)度后，應(yīng)力快速下降，直至斷裂。而在250℃和350℃時(shí)，彈性階段結(jié)束后，屈服點(diǎn)消失，平滑地轉(zhuǎn)為塑性變形階段。在塑性階段變形時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線并不平滑，見(jiàn)圖3中放大圖所示，20、120和250℃時(shí)，有高頻小幅的應(yīng)力變化，說(shuō)明存在微弱的應(yīng)變時(shí)效特性，而在350℃時(shí)，每經(jīng)過(guò)一部分變形后就出現(xiàn)較為明顯的應(yīng)力突降點(diǎn)，如圖3放大圖圓圈中所示，說(shuō)明發(fā)生較為明顯的應(yīng)變時(shí)效，而在普通的P110鋼中則不存在應(yīng)變時(shí)效特性。在前期的研究中發(fā)現(xiàn)，80鋼級(jí)的熱采套管鋼也存在應(yīng)變時(shí)效特性，而普通80鋼級(jí)的套管鋼則不存在此特性，其原因?yàn)镃r、Mo等固溶元素的加入影響了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)特性，從而在特定溫度發(fā)生應(yīng)變時(shí)效特性[14-15]。80鋼級(jí)的熱采套管鋼與P110H鋼具有相似的微觀組織，同為回火索氏體，因此，P110H鋼的應(yīng)變時(shí)效特性也應(yīng)與Cr、Mo等固溶元素相關(guān)。不同溫度下，P110H鋼的拉伸性能如圖4(a)所示。其屈服強(qiáng)度隨溫度變化發(fā)生顯著下降，在20℃室溫時(shí)，屈服強(qiáng)度為990 MPa，而當(dāng)溫度達(dá)到350℃時(shí)，屈服強(qiáng)度只剩885 MPa，比室溫時(shí)下降了10.6%，屈服強(qiáng)度與溫度之間近似為線性關(guān)系。而對(duì)于抗拉強(qiáng)度，也隨溫度升高而下降，但其降低程度有限，遠(yuǎn)小于屈服強(qiáng)度的降低幅度，因此，P110H鋼的屈強(qiáng)比隨溫度上升而降低，如圖4(b)所示。在20℃室溫時(shí)屈強(qiáng)比為0.93，而在350℃時(shí)屈強(qiáng)比下降至0.87，說(shuō)明在彈性階段后材料在塑性階段的變形能力增加，其均勻伸長(zhǎng)率隨著溫度的上升而增大。

【參考文獻(xiàn)】：
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