稀土元素对25CrMoA抽油杆钢组织和性能的影响

论文摘要

抽油杆用钢是石油开采过程中常用的一种合金结构钢,随着石油工业的快速发展,越来越多的研究者正努力从组织和性能上来改善抽油杆用钢,开发新的抽油杆钢种,提高抽油杆的使用寿命,创造更大的经济价值。本文以抽油杆钢25CrMoA为研究对象,在其中加入不同含量的稀土,通过真空熔炼冷却得到稀土含量不同的25CrMoA-RE抽油杆钢。通过光谱分析,金相显微组织观察,电化学测试,电镜扫描和能谱分析等手段。研究不同含量的稀土对抽油杆钢25CrMoA组织和耐腐蚀性能的影响。通过实验与分析表明:25CrMoA钢中添加稀土后,净化了钢液,硫含量普遍降低,明显提高了25CrMoA钢的纯净度。稀土元素明显细化了25CrMoA钢的组织,随着稀土含量的增加,实验钢铸态晶粒组织逐渐细化,但是稀土含量对于组织的细化来说是有限度的,超出了这个限度,细化组织的作用便没有那么明显,甚至还会起到恶化的效果。稀土元素变质了钢中的夹杂物,形成了球状或椭球状的高熔点稀土复合夹杂物。稀土的加入提高了25CrMoA钢的硬度,当稀土含量达到0.150%时硬度值最高。电化学腐蚀实验中,稀土元素的加入,提高了25CrMoA钢的抗腐蚀能力,稀土含量为0.150%时实验钢的抗腐蚀能力最强,但是稀土加入过量反而使25CrMoA钢的抗腐蚀能力下降。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 0. 引言
• 1. 文献综述
• 1.1 稀土在钢中的应用
• 1.1.1 稀土元素的概念
• 1.1.2 微量稀土元素在钢中的作用机理
• 1.1.3 稀土对钢性能的影响
• 1.2 钢中稀土加入方法
• 1.2.1 稀土钢生产中存在的三大问题
• 1.2.2 稀土加入方法的发展
• 1.3 稀土钢研究最新进展
• 1.4 国外稀土在钢中应用概况
• 1.5 抽油杆
• 1.5.1 抽油杆技术的发展史
• 1.5.2 抽油杆技术现状
• 1.5.3 抽油杆失效形式
• 1.5.4 抽油杆研究现状
• 1.5.5 抽油杆技术展望
• 1.6 课题研究内容与方法
• 2.25 CrMoA-RE 抽油杆钢性能实验材料及实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验钢的成分设计
• 2.1.2 实验钢的冶炼
• 2.1.3 实验钢化学成分
• 2.2 实验设备和方法
• 2.2.1 主要实验设备
• 2.2.2 试样的制备
• 2.2.3 试样的分析检测
• 2.3 实验流程
• 3. 稀土对25CrMoA 钢微观组织和硬度的影响
• 3.1 实验原理
• 3.1.1 金相实验原理
• 3.1.2 洛氏硬度实验原理
• 3.2 实验结果分析
• 3.2.1 稀土对25CrMoA 钢纯净度的影响
• 3.2.2 稀土对25CrMoA 钢组织的影响
• 3.2.3 稀土对25CrMoA 钢夹杂物的影响
• 3.2.4 稀土对25CrMoA 钢硬度的影响
• 3.3 本章小结
• 4. 稀土元素对25CrMoA 钢耐腐蚀性能的影响
• 4.1 实验原理及方法
• 4.1.1 电化学分析原理
• 4.1.2 电化学实验方法
• 4.2 电化学曲线结果及分析
• 4.2.1 电化学曲线
• 4.2.2 稀土提高25CrMoA 钢耐蚀机理的讨论
• 4.3 本章小结
• 5. 结论
• 参考文献
• 致谢
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