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天滓 幺 4 “ - d o i 1 0 ． 3 9 6 9 6 ． i s s n ． 1 0 0 6 - 1 l O X ． 2 0 1 5 ． 0 2 ． 0 0 3 两次调质对 1 7 0 k s i 超高强度石油套管组织和力学性能的影响 张旭 ， 王鑫 ， 李恒政 ， 扈立 ， 王正 1 ． 天津钢 管集团股份有限公 司技术中心， 天津 3 0 0 3 0 1 ； 2 ． 重庆科技学院油气储运 1 2 级 3班 ， 重庆 4 0 1 3 3 1 【 摘要] 针对一次调质处理很难达到 1 7 0 k s i 钢级套管对超高强度及韧性的问题 ， 研究了两次调质对套管组织和力 学性能的影响。结果表明 两次调质较一次调质显著提高了屈服强度和抗拉强度以及冲击韧性 ， 强韧性达到 1 7 0 k s i 钢级套管的要求， 细化了组织和晶粒度， 基体及晶界上析出的碳化物更加弥散和细小。 【 关键词】 两次调质； 力学性能； 组织； 晶粒度； 碳化物 I nflue nc e o f Two Ti me s Ha r de ni ng a nd Te mpe r i ng O i l St r u c t u r e a n d M e c h a ni c a l Pr o pe r t y o f 1 70 k s i Ul t r a Hi g h S t r e ng t h Oi l Ca s i n g Z HANG Xu1,WANG Xi n 2 , LI He n g - z h e n g ，HU Li a n d WANG Z he n g 1 ． T e c h n o l o g y C e n t e r o f T i a n j i n P i p e[ G r o u p 】 C o r p o r a t i o n ， T i a n j i n 3 0 0 3 0 1 ， C h i n a ； 2 ． C h o n g q i n g U n i v e r s i t y O f S c i e n c eT e c h n o l o g y ， C h o n g q i n g 4 0 1 3 3 1 ， C h i n a Ab s t r a c t S i n c e i t i s d i ffic u l t t o r e a c h t h e u l t r a h i g h s t r e n g t h a n d t o u g h n e s s o f 1 7 0 k s i g r a d e d o i l c a s i n g b y o n e t i me h a r d e n i n g a n d t e mp e r i n g ，t h e i n flu e n c e o f t wo t i me s h a r d e n i n g a n d t e mpe rin g o n t h e s t r u c t u r e a n d me c h a n i c a l p r o p e r t y o f t h e o i l c a s i n g i s s t u d i e d．Co mp a r e d wi t h o n e t i me p r o c e s s ，t wo t i me s h a r d e n i n g a n d t e mp e rin g r e ma r k a b l y i mp r o v e s y i e l d s t r e n g t h ，t e n s i l e s t r e n g t h a n d i mp a c t t o u g h ne s s ．T h e h i g h t o u g h n e s s me e t s t he r e q u i r e me n t by 1 7 0 k s i g r a d e d o i l c a s i n g ．Th e s t r u c t u r e a n d g r a i n a r e r e fin e d a nd t h e c a r b i d e p r e c i p i t a t i n g f r o m b a s e a n d b o u n d a r y ， mo r e d i s p e r s e a n d f i n e r ． Ke y wo r d s t wo t i me s h a r d e n i n g a n d t e mp e rin g ；me c h a n i c a l p r o p e r t y ；s t r u c t u r e ； gra i n s i z e ；c a r b i d e 1 引言 随着我国能源需求的快速增长 ， 国家加大了对 地质条件复杂 区块 的开发 ，西部 区块油气藏埋藏 深， 其超深复杂井况对套管的综合力学性能提出了 更高的要求， 尤其是提高了套管对超高强度和高韧 性的要求 。要求屈服强度不小于 1 1 7 2 M P a ， 抗拉 强度不小于 1 2 4 1 MP a ， 横向全尺寸冲击不小于 6 0 J ， 纵 向全尺寸冲击不小于 8 O J 。 普通 A P I 钢级套管 的力学性能指标达不到要求， 因此， 需要开发更高 钢级 1 7 0 k s i 的油气井用套管。 本文在钢种化学成 分不变的情况下 ， 通过改变热处理工艺制度获得 良 一1．O好的综合力学性能，达到 1 7 0 k s i 钢级套管对强度 和和韧性的要求。 2 试验材料和方法 收稿 日期 2 0 1 5 一 O l 一 1 0 修回 日期 2 0 1 5 0 l 一 3 0 作者简 介 张旭 1 9 8 4 一 ， 男 ， 硕士 ， 工程师 ， 主要从事 油井管开发方 面的研究工作。 试验材料选用 0 1 9 6 ． 8 5 x 1 2 ． 7 0 m m热轧无缝钢 管 。化 学成 分 w t ％ c 0 ． 2 0 ％～ 0 ． 3 0 ％； s i 0 ． 1 5 ％～ 0 ． 45 ％ ； Mn 0 ． 5 ％ ～ 2． 0 ％ ； Cr 0． 5 ％ ～1 ． 8 ％ ； Mo 0． 3 ％ ～ l - 2 ％ 。 从轧态无缝钢管上制取 6个小样 ， 经过一次调 质 、 两次调质 采用箱式电阻炉按照表 1制度热处 理 ，研究不 同热处理制度对微观组织和力学性能 的影响。热处理后 ， 进行锯切 、 制样 ， 在万能拉伸试 验机上进行拉伸试验 ， 在冲击试验机上进行 0℃冲 击试验 ， 通过光学显微镜进行金相观察 ， 借助扫描 电镜进行高倍下的微观组织分析。 3 试验结果及分析 表 1 热处理制度 试样编号 热处理制度 1 、 2 、 3 8 7 0℃ 3 0 mi n水淬 6 2 07 0 mi n空冷 4 、 5 、 6 8 7 0℃ 3 0m i n 水淬 6 4 07 0mi n空冷 8 7 0℃ 3 0 m i n水淬 6 2 07 0 m i n空冷 一 1 6 一 研 究 与 应 用
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