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無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司
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無(wú)錫國(guó)勁合金有限公司
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商鋪產(chǎn)品：3000條
所在地區(qū)：江蘇無(wú)錫市
聯(lián)系人：李建 （銷(xiāo)售）
閱讀：114發(fā)布時(shí)間：2017-2-10
隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鎳鐵基耐蝕合金028憑借穩(wěn)定的力學(xué)性能和良好的耐腐蝕性能的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中得到廣泛地應(yīng)用。但由于管材制備過(guò)程中出現(xiàn)晶粒尺寸不均勻、析出相等問(wèn)題將會(huì)影響該類(lèi)合金管材的使用性能尤其是耐腐蝕性能。為此,本文研究了合金的微觀組織特征,諸如晶粒尺寸、析出相、晶粒取向和晶界特征對(duì)腐蝕行為的影響規(guī)律,進(jìn)而提出了基于合金耐腐蝕性能提高的組織優(yōu)化方向,從而為高性能耐蝕合金管材的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。通過(guò)系統(tǒng)分析合金管材制備工藝各階段的組織演變規(guī)律,以及成品管材在不同腐蝕環(huán)境中的腐蝕行為,明確了基于腐蝕性能的028合金管材的組織研究對(duì)象為晶粒尺寸、析出相、織構(gòu)及晶界特征,以及外部環(huán)境敏感性條件包括C1-和H2SO4介質(zhì)。內(nèi)部組織對(duì)象和外部環(huán)境因素的明確,為合金組織特征與腐蝕行為之間關(guān)聯(lián)性研究奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析了C1-和H2SO4環(huán)境中不同晶粒尺寸的腐蝕行為,研究結(jié)果表明了028合金在富含Cl-的環(huán)境中不利于表面穩(wěn)定鈍化的本質(zhì),致使增大晶粒尺寸以減小高能量不穩(wěn)定晶界密度有助于改善合金的耐蝕性能。而在H2SO4環(huán)境中,認(rèn)為小晶粒高晶界密度的組織特征為合金鈍化創(chuàng)造條件,表明小晶粒組織更有利于合金的鈍化。進(jìn)一步獲得了合金中碳化物和。相含量與腐蝕行為間的量化關(guān)系及其對(duì)耐腐蝕性能的惡化程度,進(jìn)而結(jié)合對(duì)腐蝕后表面形貌的特征分析,建立了存在析出相的合金腐蝕行為微電偶效應(yīng)的模型,揭示了相析出行為對(duì)合金耐腐蝕性能的影響機(jī)理。通過(guò)對(duì)大量不同取向晶粒的點(diǎn)腐蝕行為分析,繪制了028合金不同取向晶粒點(diǎn)腐蝕敏感指數(shù)分布圖,闡明了合金耐點(diǎn)腐蝕性能隨晶粒取向的各向異性規(guī)律,提出了冷變形中通過(guò)提高ND//<110>和ND//<111>取向織構(gòu)有助于合金耐腐蝕性能的改善。從而為提高合金耐腐蝕性能提供了冷加工組織設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。同時(shí),結(jié)合管材的實(shí)際生產(chǎn)工藝,針對(duì)不同晶界結(jié)構(gòu)特征的腐蝕行為進(jìn)行分析,表明原子排列對(duì)稱(chēng)度高的低能量晶界CSLΣ3具有優(yōu)異的耐腐蝕性能,明確了提高CSLE3晶界比例有利于降低晶界腐蝕敏感性從而提高合金的腐蝕抗力。并給出小變形量(20%)和中等變形量(50%)退火后CSLΣ3晶界比例的zui大值均出現(xiàn)在再結(jié)晶基本完成但晶粒還未快速長(zhǎng)大時(shí)所對(duì)應(yīng)的退火工藝條件。為合金通過(guò)提高CSLE3晶界比例,改善耐腐蝕性能的退火工藝制定提供依據(jù)?？傊?綜合分析組織特征與合金腐蝕行為間關(guān)聯(lián)性的研究結(jié)果,針對(duì)028合金管材制備過(guò)程,需在嚴(yán)格滿(mǎn)足析出相要求的前提下依據(jù)腐蝕介質(zhì)因素調(diào)整晶粒尺寸,具體針對(duì)C1-環(huán)境需大晶粒尺寸,而H28O4中可以增加晶界密度以利于合金鈍化,冷變形可以通過(guò)增大ND//<110>和ND//<111>取向織構(gòu)和提高CSLE3晶界比例來(lái)制定工藝參數(shù)。因此,研究結(jié)果可以為基于合金耐腐蝕性能提高的組織優(yōu)化給出方向,并為合金設(shè)計(jì)和管材工藝制定提供指導(dǎo)。
鐵鎳基合金作為一種綜合耐蝕性能優(yōu)良且成本低廉的耐蝕合金,在油氣田的開(kāi)采領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)目前在國(guó)內(nèi)油井管材領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的合金028、825以及G3,分析了析出相形成規(guī)律,總結(jié)該類(lèi)耐蝕合金的冶煉、熱加工和冷加工、機(jī)械性能、耐蝕性能和焊接性能等方面的研究進(jìn)展。研究表明:有效控制第二相的析出,可以提高合金的耐蝕性能;在管材的生產(chǎn)工藝上要注意熱加工以及冷加工過(guò)程中的加熱溫度、冷卻速度以及變形溫度和變形速率;合金的雙極性鈍化膜有效提高了材料在復(fù)雜服役環(huán)境下的抗局部腐蝕性能。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)石油、天然氣的需求逐年增多,在油氣的開(kāi)采過(guò)程中需要用到大量的油井管。油井管用耐蝕合金028以其良好的耐腐蝕性能在石油、天然氣等領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。但由于管材制備過(guò)程中出現(xiàn)析出相超標(biāo)、晶粒尺寸不均勻等問(wèn)題影響了該類(lèi)合金管材的使用性能尤其是耐腐蝕性能,短流程提高成材率也是迫切需要考慮的問(wèn)題。為此,系統(tǒng)地研究028合金在管材制備過(guò)程中工藝與組織控制的關(guān)聯(lián)性,探究管材制備環(huán)節(jié)中的組織演變規(guī)律,合金的變形行為,對(duì)于優(yōu)化工藝提高管材的綜合性能和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)性具有重要的理論和工程應(yīng)用意義。本文首先系統(tǒng)研究了鑄錠及均勻化程度對(duì)鑄錠熱變形行為的影響規(guī)律,得出鑄錠直接開(kāi)坯鍛造具有可行性但開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)較大,鑄錠經(jīng)過(guò)1170℃/10h部分均勻化后的流變應(yīng)力小于1200℃/30h*均勻化后的流變應(yīng)力,而動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)卻大于后者。據(jù)此提出028合金鑄錠可采用1170℃/10h部分均勻化退火工藝,既可降低經(jīng)濟(jì)成本,又減少抗力,提高開(kāi)坯再結(jié)晶程度,研究證明了該種經(jīng)濟(jì)型工藝具有合理性。同時(shí),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝,明確影響管材性能的主要析出相為6相,結(jié)構(gòu)式為Cr2.4Mo0.5Fe7Ni0.1,析出峰值溫度為900℃,在該溫度6相大量析出后使得。相*回溶又不使晶粒度快速長(zhǎng)大的固溶制度為1160℃/2h。通過(guò)系統(tǒng)的熱物理模擬實(shí)驗(yàn)獲得了028合金的熱變形流變應(yīng)力曲線,建立了028合金的本構(gòu)方程,分析了熱變形參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織的影響規(guī)律,構(gòu)建了合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶圖和熱加工圖?；?28合金的熱變形行為,結(jié)合對(duì)熱加工圖不同區(qū)域的分析,獲得了在應(yīng)變量0.844時(shí)其熱加工的安全區(qū)為變形溫度1120～1160℃,應(yīng)變速率0.1～1 s-1,應(yīng)變量為0.163和0.357時(shí)的熱加工安全區(qū)分別為變形溫度1120～1156℃,應(yīng)變速率0.1～6 s-1和變形溫度1120～1180℃,應(yīng)變速率0.1℃3 s-１。在此基礎(chǔ)上,建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大的組織控制模型,并利用Deform-2D軟件對(duì)熱壓縮試樣的實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了晶粒組織演化模型和計(jì)算方法的正確性。利用該模型能夠?qū)崿F(xiàn)熱擠壓工藝參數(shù)對(duì)荒管組織影響規(guī)律的預(yù)測(cè)。進(jìn)而提出了滿(mǎn)足設(shè)備噸位(35MN)和組織要求(55μm)的熱擠壓工藝范圍為：坯料預(yù)熱溫度為1160℃～180℃,擠壓速度為170～200 mm/s,擠壓比為9.8～12,摩擦系數(shù)為0.02～0.09。進(jìn)而對(duì)固溶后的荒管經(jīng)冷軋及中間退火處理的系統(tǒng)研究,建立了028合金冷軋的加工硬化模型,得到了滿(mǎn)足管材力學(xué)性能要求的冷軋變形量為23%～45%,構(gòu)建了退火再結(jié)晶品粒長(zhǎng)大模型,獲得了析出相在退火過(guò)程中的演變規(guī)律,揭示了冷軋變形工藝和退火制度對(duì)織構(gòu)和晶界特征的影響本質(zhì)。綜合析出相回溶和晶粒尺寸均勻性及織構(gòu)和晶界特征等因素,提出了冷軋變形量30%時(shí)的退火制度為1160℃/3min?？傊?本文的研究結(jié)果能夠?qū)?28合金油井管材的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和優(yōu)化提供指導(dǎo),進(jìn)而對(duì)實(shí)現(xiàn)管材組織的控制和力學(xué)性能的提高具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
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