不同热处理工艺对35CrMo钢应力腐蚀敏感性影响的研究

论文摘要

本文通过对石油设备及井下工具常用钢低合金高强度35CrMo钢进行热处理来改善材料的组织结构性能及晶粒尺度。并借助慢应变速率拉伸（SSRT）实验,结合现代微观分析方法,在以不同充氢电流密度进行动态电化学充氢的环境下研究组织结构及晶粒尺度对35CrMo钢应力腐蚀敏感性的影响。随着近几十年来,对酸性油气田以及高含H2S油气田开发增加的局面,增强了石油设备及井下工具发生应力腐蚀或滞后开裂的可能性,因此研究该钢种应力腐蚀或滞后开裂行为对油气田开发过程中安全问题具有重要的意义。试验结果表明：35CrMo钢抗应力腐蚀或滞后开裂敏感性随着动态电化学充氢电流密度的增加而降低；35CrMo钢经过完全淬火+亚温淬火+高温回火可以把晶粒度细化到10.8μm,晶粒度级别为10.0-10.5级,且在动态充氢电流密度为150mA/cm2和200mA/cm2时还具有很好的强塑性,其断裂强度分别为570MPa、580MPa,延伸率分别为15.5%、15.0%,以及断面收缩率分别为38.96%、33.27%；35CrMo钢在经过亚温淬火+高温回火后可以得到显微组织结构细小、均匀的回火索氏体和未溶铁素体,这不仅能提高35CrMo钢的力学综合性能,而且通过增加组织中氢陷阱的相对量以及均匀性,达到提高35CrMo钢抗应力腐蚀或滞后开裂性能的目的；35CrMo钢抗应力腐蚀或滞后开裂敏感性均随组织均匀化及晶粒尺度的细化而提高,改善组织均匀化及细化晶粒是提高35CrMo钢抗应力腐蚀敏感性的一种有效途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 应力腐蚀的研究历史及现状
• 1.2.1 应力腐蚀的分类和产生条件
• 1.2.2 应力腐蚀的腐蚀机理
• 1.2.3 应力腐蚀的腐蚀影响因素
• 1.3 应力腐蚀研究的重要性问题
• 1.4 应力腐蚀氢的来源
• 1.4.1 硫化氢腐蚀
• 1.4.2 硫化氢的毒化作用
• 1.4.3 电化学充氢
• 1.5 慢应变速率法（SSRT）研究应力腐蚀
• 1.6 研究内容与研究思路
• 1.6.1 本文的研究内容
• 1.6.2 本文的研究思路和方法
• 第2章 试验材料及试验方法
• 2.1 35CrMo钢的组织成分及力学性能评价
• 2.1.1 化学成分测定及金相组织观察
• 2.1.2 力学性能测试
• 2.2 晶粒度测定
• 2.3 35CrMo钢热处理实验
• 2.4 慢应变速率拉伸实验
• 2.4.1 动态电化学充氢
• 2.4.2 慢应变速率拉伸
• 2.5 实验仪器
• 第3章 35CrMo钢组织成分及机械性能分析
• 3.1 35CrMo钢的成分
• 3.2 35CrMo钢的组织观察
• 3.2.1 35CrMo钢晶粒度的分析
• 3.2.2 35CrMo钢组织性能分析
• 3.3 35CrMo钢的机械性能测试
• 3.4 本章小结
• 第4章 35CrMo钢应力腐蚀敏感性实验
• 2环境下35CrMo钢应力腐蚀实验'>4.1 充氢电流密度为150mA/cm²环境下35CrMo钢应力腐蚀实验
• 4.1.1 慢应变速率拉伸数据分析
• 4.1.2 断口分析
• 2环境下35CrMo钢应力腐蚀实验'>4.2 充氢电流密度为200mA/cm²环境下35CrMo钢应力腐蚀实验
• 4.2.1 慢应变速率拉伸数据分析
• 4.2.2 断口分析
• 4.3 分析与讨论
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果