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26CrMo鋼G105石油鉆桿材料在低溫環(huán)境下的組織和性能研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時間：2015-04-02
分析了G105鉆桿材料26CrMo鋼在低溫環(huán)境下的組織和力學性能變化，希望能夠為低溫鉆桿材料的使用和研發(fā)提供一定的參考。
?????? 深海油氣資源十分豐富，隨著陸地和淺海重大油氣田發(fā)現(xiàn)數(shù)量的減少，深海以及冰川等低溫環(huán)境下的油氣開采前景樂觀，具有重大的現(xiàn)實意義。金屬材料在低溫環(huán)境中服役往往會發(fā)生低溫脆性斷裂，尤其是高強度材料的韌脆轉變溫度較高，即使在溫度不是很低的環(huán)境下，也可能發(fā)生低應力脆斷。根據(jù)國內統(tǒng)計資料表明，鉆桿失效將引起巨大的經濟損失，處理鉆桿失效事故的花費和直接經濟損失相當可觀，研究如何有效防止鉆桿在低溫環(huán)境下發(fā)生低應力脆斷具有重要的現(xiàn)實意義。低溫環(huán)境的油氣資源開發(fā)對鉆桿的低溫性能提出嚴苛要求，為防止材料發(fā)生低應力脆斷，必須研究材料的低溫性能。目前評價材料低溫脆性的常用方法是系列溫度沖擊試驗，該方法可以找到工程脆性破壞與材料低溫沖擊韌度之間的經驗關系，某些低溫脆性評定指標就是由沖擊試驗方法獲得的。G105鉆桿是目前使用量最大的高強度鉆桿之一。本文分析了G105鉆桿材料26CrMo鋼在低溫環(huán)境下的組織和力學性能變化，希望能夠為低溫鉆桿材料的使用和研發(fā)提供一定的參考。
實驗材料取自G105鉆桿管體，材質為調質處理過的26CrMo，其化學成分和常溫下力學性能如表1所示。將經過調質處理后的26CrMo鋼加工成標準拉伸、沖擊試樣，采用CDW-60沖擊試驗低溫槽(GB\T299)分別對試樣進行-40、-50、-60℃保溫處理，保溫時間均為240min。
在所研究的溫度范圍內，隨實驗溫度的降低，G105鉆桿材料的抗拉強度較室溫略有升高，但屈服強度和硬度明顯升高，沖擊韌度降低。引起材料力學性能變化的主要原因是馬氏體組織的出現(xiàn)及其分布。在低溫環(huán)境下，26CrMo鋼發(fā)生了奧氏體向馬氏體的轉變，同時發(fā)生了碳化物的重新分布。G105鉆桿材料宏觀斷口的斷裂形式屬于韌性斷裂。隨溫度的降低，表征材料韌性的纖維區(qū)的比例逐步降低，而表征材料脆性的放射區(qū)的比例逐步增加，這表明材料的韌性下降，脆性增加。
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