42CrNiMoV钢的高温热压缩流变行为
发布时间:2017-09-04 06:41
作者:互联网
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42CrNiMoV
钢作为一种高
强度低
合金钢,广泛应用于各个工业领域,尤其是在海洋油气田开采中,由于它具有较高的力学性能、低温冲击性能和抗
硫化氢腐蚀性能,常用于
生产井口头、
防喷器、
连接器、导管头和阀箱等各种耐压构件等。目前世界海洋
石油开采已经逐渐从近海转向深海,但国内在深水钻井与装备的材料设计和制造上与国际
水平相差较大。中国第一重型
机械股份
公司的研究人员采用G
LEEble-3500
热模拟试验机对42CrNiMoV钢进行高温
热压缩试验,并以此为
基础,建立了不同变形条件下的真
应力-真应变本构方程,从而准确
预测流变应力与变形温度和变形速率之间的关系。另一方面,结合真应力应变曲线,对热压缩试样的
再结晶情况进行了分析,为发展海洋采油用井口锻件材料提供理论支持。根据海洋井口锻件抗
硫化物应力开裂(SSC)高强度钢
合金化设计准则,以及
jmatpro模拟计算的结果,在
保证合适
硬度和强度的基础上,尽量提高材料的
韧性要求(低温冲击)及抗硫化氢应力腐蚀性能,结合目前国际
石油设备制造
企业的改进型
合金成分的调研成果,设计了42CrNiMoV合
金钢的成分。根据所设计的化学成分,采用真空
电磁感应
熔炼技术进行冶炼。
钢锭取样并加工成Φ10mm×15mm
标准试样,用Gleeble-3500热模拟试验机进行热压缩试验。热压缩变形温度分别为850℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃和1200℃,保温3min,然后
冷却至相应变形温度进行热压缩试验。试验过程中,试样两端
粘结钽片和
石墨片进行润滑,标样中间
焊接热电偶用于测量试样温度,试验中监控
载荷、应力、应变、温度以及位移。试验结果表明:(1)采用热模拟试验机进行了热压缩试验,试样经
过热压缩后没有发现开裂现象。应变速率为0.01s-1和0.1s-1时,应力应变曲线以动态再结晶型为主,在
晶界处大量细小晶粒形核,发生再结晶;应变速率为1s-1时,应力应变曲线以动态
回复型为主,通过
位错的攀移和亚晶的
合并,原有晶粒发生多边形化,晶粒以等轴晶为主;应变速率为10s-1时,应力应变曲线以加工硬化型为主,晶粒随着试样的压缩而变形。(2)通过对本构方程的修正,计算得到42CrNiMoV钢的应变激活能Q=414728.01J/mol。得到流变应力本构方程。将通过本构方程计算得到的流变应力与实测值进行比较,结果比较吻合,平均误差为4.02%。(余冶)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。