热处理冷却方式对316-Q345复合钢筋耐蚀性的影响

通过显微组织观察、全浸腐蚀试验和电化学测试等方法研究了热处理冷却方式对316-Q345复合钢筋耐蚀性的影响。结果表明:冷却速率的增加促使316不锈钢覆层钝化膜更为致密、维持钝化能力和耐点蚀性能更强;复合钢筋结合界面的电极电位均介于碳钢电位与不锈钢电位之间,冷却速率的降低有利于提高结合界面的耐蚀性以及覆层与芯材的冶金结合,但也会导致覆层中合金元素稀释程度提高,从而降低覆层的耐蚀性。

T95油井管在酸性油气田环境中的应力腐蚀开裂行为及机制

通过光学显微镜和透射电镜分析T95钢第二相及合金元素对材料抗应力腐蚀开裂(SCC)性能影响。在不同酸性pH值条件下,结合动电位极化方法、恒载荷拉伸以及显微镜微观分析等方法,研究了T95油井管钢的应力腐蚀行为,并探究了其裂纹发生机制。结果表明,T95钢的SCC行为对pH值敏感,在pH值2.8~4.5之间存在一个临界值,溶液p H值低至2.8及以下时T95钢的SCC敏感性高;腐蚀溶液pH值降低,应力环断裂时间缩短,T95钢SCC敏感性增加。随着溶液pH值降低,环境输入H+电流(IH+)增加,阴极反应加强,促进氢致开裂;H+在裂尖聚集,促进裂纹扩展,加强阳极溶解。T95钢的裂纹扩展受到阳极溶解和氢致开裂机制协同作用。

除冰盐环境下桥梁钢的耐腐蚀性能研究

采用干湿交替腐蚀实验和全浸腐蚀实验结合锈层物相分析,研究了桥梁钢Q345qENH、Q420qENH和对比钢种Q345qE在除冰盐环境下的腐蚀行为。结果表明:耐候桥梁钢Q345qENH、Q420qENH在除冰盐腐蚀环境的耐蚀能力明显优于Q345qE钢;同种桥梁钢在不同的结构部位受除冰盐腐蚀程度相差较大,Q345qENH、Q420qENH和Q345qE钢干湿交替腐蚀的加速倍率分别是其全浸腐蚀的26.88倍、27.5倍和33.75倍;干湿交替腐蚀实验随着时间的延长锈层物相结构及含量均有所变化,绝缘的非活性物质α-FeOOH相的增加是导致实验后期腐蚀速率下降的重要原因。

微观组织和氢陷阱对抗硫管氢扩散系数的影响

利用激光共聚焦显微镜(LCSM)和电化学工作站对油井管的微观组织和氢扩散性能进行分析,利用透射电镜(TEM)对油井管的析出相和位错进行分析。结果表明:油井管的微观组织为回火索氏体,调质处理改变了油井管的微观组织和氢陷阱状态,进而改变了氢扩散系数。随着调质次数的增加,强度先升高,后降低,氢扩散系数先缓慢增加,然后成倍数增加。2次调质处理后,高密度位错和弥散析出相的交互作用较强,位错和晶界组成的短路扩散为氢扩散的主要路径;3次调质处理后,位错密度降低和析出相数量减少,短路扩散效应失去作用,沿着晶粒内部扩散成为氢扩散的主要路径。经过2次调质处理的油井管具有组织均匀、晶粒细小,位错密度高和析出相细小弥散的特点,具有最佳的力学性能和较低的氢扩散系数。

40CrMnMo钢钻杆料的裂纹缺陷分析

利用OM、SEM、EDS等技术手段对产生裂纹的40CrMnMo钻杆料进行失效原因分析。结果表明:钻杆料显微组织为回火索氏体,晶粒细小均匀,夹杂物为D0.5级,组织未见异常;裂纹形成于淬火过程中,热应力和组织应力致使40CrMnMo钻杆料淬火开裂,开裂位置可见明显氧化,未见脱碳,裂纹扩展中产生二次裂纹;同时,高温回火后裂纹继续扩展,尖端持续氧化。基于失效分析,通过适当降低淬火加热温度和稳定淬火油的性能,可以避免开裂。

弯曲加载对油井管应力腐蚀敏感性的影响

采用四点弯曲试验,研究拉应力对油井管抗SSCC性能的影响,加载比例分别为0、50%、80%和90%,利用OM、LCSM、EPMA等分析手段研究加载比例对油井管试样的微观腐蚀形貌和腐蚀深度的影响,分析锈层横截面形貌和元素分布情况。结果表明:油井管的金相组织为回火索氏体;弯曲加载使点状腐蚀坑沿垂直于拉应力的方向扩展,由点状逐渐变成长条状,随着加载比例的增加,腐蚀坑的长度和深度逐渐增加,相邻的点蚀坑聚集形成更大的腐蚀坑,应力腐蚀敏感性增强;Cr和Mo促使锈层致密,阻碍H原子的扩散和S离子迁移,提高了抗应力腐蚀性能。

热处理对油井管的微观组织和性能的影响

利用OM、TEM及电化学试验等分析手段,研究了热处理对油井管的微观组织、析出相、力学性能和耐蚀性能的影响关系。结果表明:热处理后油井管的显微组织为回火索氏体,随着热处理次数的增加,晶粒和析出相尺寸都是先变小后长大,强度和耐蚀性能先升高后降低,经过两次热处理的油井管晶粒细化,微观组织均匀,析出相细小弥散,使得油井管的屈服强度和抗拉强度最高,极化电阻最大,耐蚀性能最好。

淬火油温对40CrMnMo钢钻杆组织和性能的影响

利用硬度测试、显观组织观察、力学性能及冲击性能测试等研究淬火油温对40CrMnMo钢钻杆淬火态的显微组织和截面硬度,回火态的拉伸性能和冲击吸收能量的影响。结果表明,淬火油温对钻杆的微观组织和硬度影响显著,进一步影响回火后的力学性能、屈强比和冲击吸收能量。随着淬火油温的升高,冷却速度先升高后降低,油温30~50℃为宜,淬透性好,微观组织均匀,晶粒细小,回火后力学性能好,屈强比高,具有较高的冲击性能和较好的韧性,综合性能良好。