天然细菌纤维素增强不饱和聚酯树脂复合材料的制备及性能

将天然纤维-细菌纤维素（BC）作为增强材料加入不饱和聚酯树脂（UPR）基体中,采用RTM工艺制备BC/UPR复合材料,并对其力学性能、吸湿性能进行了研究。通过紫外辐照方法探讨了BC/UPR复合材料的降解性能。研究结果表明:通过对细菌纤维素的表面改性,在亲水性的天然纤维和疏水性的高聚物基体之间形成了化学键结合,提高了BC/UPR复合材料的力学性能;BC纤维体积分数的增加也有助于提高力学性能, 当纤维体积分数为20%时,该复合材料拉伸强度最高可达152.9MPa; BC/UPR复合材料的吸湿过程符合Fick定律,吸湿可导致力学性能下降; BC/UPR复合材料吸收光能后,表面含氧官能团数量增加,发生一定程度的光降解。      

Al含量和Cr-Mo微合金化对37Mn钢Φ350 mm铸坯裂纹的影响

通过试验研究和理论分析等手段，明确了柱状晶界面结合力弱是37Mn气瓶钢连铸坯裂纹产生的主要原因。采用拉伸试验、扫描电镜、金属膨胀仪、金相显微镜等研究设备，分析了柱状晶结合力的影响因素。研究表明，当Al含量0.007%增加至0.033%时，使800℃时钢的热塑性显著降低，同时导致A-F/P相变过程体积效应增大，柱状晶晶界位置易形成微裂纹及孔洞；同时晶界位置Al、P、S元素偏析也是形成裂纹的原因之一。在此基础上，提出了降低钢中N含量由0.0080%降至(0.0040%～0.0060%),添加微量Cr (0.20%～0.25%)、Mo (0.05%～0.08%)以及使连铸坯在750～600℃缓冷等措施，有效减轻了晶界相变应力及热应力，避免了37Mn气瓶钢连铸坯裂纹萌发和扩展。     

超深复杂井用非标准规格TP140V套管的开发

分析超深复杂井套管使用条件和西部某油田勘探开发的特殊需求,设计开发TP140V Φ293.45 mm×23.55 mm规格超高强度石油套管。分析认为:采用中碳钢设计,加入Cr、Mo和V等元素进行微合金化,利用纯净钢冶炼技术,并配合合理的热处理工艺制度,使生产的TP140V套管的力学性能、高温强度完全满足设计要求;采用连轧工艺,通过优化不同轧制环节的变形分配量,使TP140V套管管体椭圆度≤0.25%,壁厚不均度≤8%;且抗外挤性能也满足要求。     

7-5/8in超高强度直连型石油套管的开发

根据超深复杂井身结构设计的需要,开发了7-5/8 in超高强度直连型石油套管。通过合理钢种设计及工艺控制,使得套管在超高强度下具有良好的韧性;良好的材料性能及螺纹密封面的设计,解决了直连型套管连接强度和密封性能的问题。试验结果表明,7-5/8 in超高强度直连型石油套管不仅具有超高的抗挤毁能力,还具有良好的连接强度及密封性能,适用于特殊井身结构的盐层段。     

中原油田盐层段用TP155V钢级特殊规格石油套管的开发

在分析中原油田地质特点及前期套管使用情况的基础上,设计了中原油田盐层段用TP155钢级特殊规格石油套管.通过控制屈服强度、残余应力及几何尺寸等影响套管抗挤毁性能的因素,在大幅度减少套管壁厚的情况下,确保了超高的抗挤毁强度.检验结果表明,生产的TP155V套管各项性能指标能够满足设计要求,套管尺寸精度高,残余应力低,抗挤毁性能高,能够完全满足中原油田盐层段使用要求.     

火驱稠油热采井TP90H-9Cr套管热处理工艺优化试验研究

分析了火驱稠油热采井套管钢种的化学成分特点和技术要求,选择电站锅炉用10Cr9Mo1VNb钢作为火驱稠油热采井套管的替代钢种,并对其原有的热处理工艺进行优化改进。结果表明:经过热轧态直接回火处理的TP90H-9Cr套管材料,其高温强度、抗氧化性能和抗CO_2腐蚀性能满足使用要求;TP90H-9Cr套管的室温组织存在一定程度的轧态组织位相遗传,但通过合金元素的固溶强化、析出强化可使其各项性能指标满足要求。     

工业纯钛TA1管材热压缩成型本构方程研究

利用Gleeble 3500热模拟试验机研究了工业纯钛TA1管材在660～780℃,应变速率为0.1～10 s~(-1)条件下的热压缩变形行为。利用线性拟合方法确定了材料常数及变形激活能,建立了双曲正弦函数形式本构方程。用Zenner-Hollomon参数对最大应力进行了预测,预测值与试验值能够较好地吻合。试验结果表明:工业纯钛TA1材料的应力-应变曲线表现出显著的加工硬化特征,流变应力随温度的升高而降低,随应变速率的下降而减小。工业纯钛TA1热压缩变形过程中,流变应力受变形温度及变形速率的显著影响;流变应力随温度的升高而降低,随变形速率的下降而减小。     

火烧油层稠油热采井专用套管的设计开发

分析了火烧油层稠油热采的机理和火烧油层稠油热采井对套管的性能要求,提出了其专用套管的力学性能和使用性能指标,并对生产的TP90H-3Cr和TP90H-9Cr两种套管的力学性能、整管使用性能、高温拉伸性能、抗CO2腐蚀能力进行检验。结果表明:TP90H-3Cr和TP90H-9Cr套管的性能指标达到或超过设计要求,热稳定性和抗高温软化能力优良,抗CO2腐蚀性能优异,满足油田火烧油层稠油热采井的实际使用要求。     

两次调质对170ksi超高强度石油套管组织和力学性能的影响

针对一次调质处理很难达到170 ksi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170ksi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。     

含铬耐蚀管材理化性能及显微组织研究

研究了Cr含量为3%～9%的耐蚀管材的理化性能特点，包括合金元素含量对奥氏体化温度、冷却相变点及室温显微组织特征的影响。结果显示，Cr含量不超过5%时室温组织为贝氏体和马氏体的混合组织，两种组织的比例取决于冷却速度；Cr含量大于7%时，常规冷却速度条件下均可获得马氏体组织。研究了回火处理后含铬耐蚀管材的显微硬度与原始组织的关系，结果表明马氏体含量较高的组织表现出更大的硬度波动。该试验结果可用于耐蚀管线管、套管产品热处理工艺的制定及材料性能的控制。