高性能Cr-Mn-N奥氏体不锈钢温变形工艺组织性能研究
发布时间：2025-06-29 19:28
高氮奥氏体不锈钢由于其优良的力学性能、较低的生产成本、良好的耐蚀性能在现代油气钻采,尤其是无磁钻铤方面得到了广泛的应用。目前,我国无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢的主要牌号为W1813N与N1310B。随着合金化理论的不断发展和钻探深度的不断提高,其在使用过程中出现了严重的强度不足和晶间腐蚀,已经无法满足现代超深度钻井中经常遇到的高温、高压、强腐蚀性环境。因此开展新型无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢的研究很有必要。基于P530的成分,本文首先采用热力学计算软件计算了高氮奥氏体不锈钢中关键合金元素对其奥氏体相区、析出相相区、氮固溶度的影响规律。根据热力学计算结果,提出实验钢设计成分,并冶炼得到符合试验钢设计成分的实验钢。对Cr=16.15%的实验钢在不同时效条件下的析出相进行观察。结果表明:实验钢的析出敏感温度约为750℃850℃,时效30min时就可以明显观察到晶界处产生的析出相,时效2h后析出相数量急剧增多,尺寸变大,并出现了向晶内生长的趋势。变形明显促进了析出相的产生,变形后保温1min的实验钢晶界处就有较多析出相的产生。采用扫描电镜、透射电镜确定析出相为Cr23...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 镍资源节约型奥氏体不锈钢
1.2 高氮奥氏体不锈钢与国内外研究进展
1.2.1 高氮钢的定义与分类
1.2.2 国外高氮奥氏体不锈钢的研究进展
1.2.3 国内高氮奥氏体不锈钢的研究进展
1.3 氮对奥氏体不锈钢性能的影响
1.3.1 氮对奥氏体不锈钢组织结构的影响
1.3.2 氮对奥氏体不锈钢力学性能的影响
1.3.3 氮对奥氏体不锈钢耐蚀性能的影响
1.4 无磁钻铤与国内外研究进展
1.4.1 无磁钻铤及其工作环境
1.4.2 国外无磁钻铤的研究进展
1.4.3 国内无磁钻铤的研究进展
1.4.4 国内外差距与技术要点
1.5 论文研究意义与内容
第二章 实验材料与方法
2.1 样品制备
2.2 时效实验
2.3 实验钢锻造性能实验
2.3.1 金相实验与布氏硬度
2.3.2 力学性能实验
2.3.3 晶间腐蚀实验
2.3.4 电化学EPR实验
2.3.5 相对磁导率实验
第三章 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢成分体系设计
3.1 成分体系设计原则与难点
3.2 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢中的析出相
3.2.1 碳化物
2.2.2 氮化物
3.2.2 金属间相
3.3 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢合金化机理
3.3.1 铬在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.2 碳在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.3 锰在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.4 镍在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.5 钼在奥氏体不锈钢中的作用
3.4 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢成分设计
3.4.1 国内外无磁钻铤用不锈钢相图分析
3.4.2 无磁钻铤用实验钢成分设计
3.5 本章小结
第四章 无磁钻铤用实验钢析出行为研究
4.1 无磁钻铤用实验钢的固溶处理
4.2 无磁钻铤用实验钢的时效处理
4.2.1 时效温度对实验钢析出的影响
4.2.2 时效时间对实验钢析出的影响
4.2.3 变形对实验钢析出的影响
4.3 本章小结
第五章 无磁钻铤用实验钢力学性能研究
5.1 无磁钻铤用实验钢的微观组织
5.2 新型无磁钻铤用实验钢的室温拉伸性能
5.2.1 合金成分对实验钢拉伸性能的影响
5.2.2 温变形对实验钢拉伸性能的影响
5.3 无磁钻铤用实验钢的室温冲击性能
5.3.1 合金成分对实验钢冲击性能的影响
5.3.2 温变形对实验钢冲击性能的影响
5.4 无磁钻铤用实验钢的布氏硬度性能
5.5 本章小结
第六章 无磁钻铤用实验钢的磁导率与耐蚀性能
6.1 无磁钻铤用实验钢的磁导率
6.1.1 合金成分对实验钢磁导率的影响
6.1.2 温变形对实验钢磁导率的影响
6.2 无磁钻铤用实验钢的耐晶间腐蚀性能
6.2.1 硫酸-硫酸铜检测实验钢的耐晶间腐蚀性能
6.2.2 DL-EPR检测实验钢的耐晶间腐蚀性能
6.3 本章小结
第七章 结论
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表的论文
本文编号：4054720
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 镍资源节约型奥氏体不锈钢
1.2 高氮奥氏体不锈钢与国内外研究进展
1.2.1 高氮钢的定义与分类
1.2.2 国外高氮奥氏体不锈钢的研究进展
1.2.3 国内高氮奥氏体不锈钢的研究进展
1.3 氮对奥氏体不锈钢性能的影响
1.3.1 氮对奥氏体不锈钢组织结构的影响
1.3.2 氮对奥氏体不锈钢力学性能的影响
1.3.3 氮对奥氏体不锈钢耐蚀性能的影响
1.4 无磁钻铤与国内外研究进展
1.4.1 无磁钻铤及其工作环境
1.4.2 国外无磁钻铤的研究进展
1.4.3 国内无磁钻铤的研究进展
1.4.4 国内外差距与技术要点
1.5 论文研究意义与内容
第二章 实验材料与方法
2.1 样品制备
2.2 时效实验
2.3 实验钢锻造性能实验
2.3.1 金相实验与布氏硬度
2.3.2 力学性能实验
2.3.3 晶间腐蚀实验
2.3.4 电化学EPR实验
2.3.5 相对磁导率实验
第三章 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢成分体系设计
3.1 成分体系设计原则与难点
3.2 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢中的析出相
3.2.1 碳化物
2.2.2 氮化物
3.2.2 金属间相
3.3 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢合金化机理
3.3.1 铬在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.2 碳在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.3 锰在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.4 镍在奥氏体不锈钢中的作用
3.3.5 钼在奥氏体不锈钢中的作用
3.4 无磁钻铤用高氮奥氏体不锈钢成分设计
3.4.1 国内外无磁钻铤用不锈钢相图分析
3.4.2 无磁钻铤用实验钢成分设计
3.5 本章小结
第四章 无磁钻铤用实验钢析出行为研究
4.1 无磁钻铤用实验钢的固溶处理
4.2 无磁钻铤用实验钢的时效处理
4.2.1 时效温度对实验钢析出的影响
4.2.2 时效时间对实验钢析出的影响
4.2.3 变形对实验钢析出的影响
4.3 本章小结
第五章 无磁钻铤用实验钢力学性能研究
5.1 无磁钻铤用实验钢的微观组织
5.2 新型无磁钻铤用实验钢的室温拉伸性能
5.2.1 合金成分对实验钢拉伸性能的影响
5.2.2 温变形对实验钢拉伸性能的影响
5.3 无磁钻铤用实验钢的室温冲击性能
5.3.1 合金成分对实验钢冲击性能的影响
5.3.2 温变形对实验钢冲击性能的影响
5.4 无磁钻铤用实验钢的布氏硬度性能
5.5 本章小结
第六章 无磁钻铤用实验钢的磁导率与耐蚀性能
6.1 无磁钻铤用实验钢的磁导率
6.1.1 合金成分对实验钢磁导率的影响
6.1.2 温变形对实验钢磁导率的影响
6.2 无磁钻铤用实验钢的耐晶间腐蚀性能
6.2.1 硫酸-硫酸铜检测实验钢的耐晶间腐蚀性能
6.2.2 DL-EPR检测实验钢的耐晶间腐蚀性能
6.3 本章小结
第七章 结论
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间发表的论文
本文编号：4054720
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