非调质钢N80 Φ139.7 mm×9.17 mm石油套管的研制

根据C、Mn、V、N、Ti在微合金化非调质钢中作用,设计了石油套管用非调质N80钢的化学成分;依据实验室炉正火实验数据确定在线正火轧制工艺参数,研制的139.7 mm×9.17 mm非调质N80钢石油套管的组织为铁素体+珠光体组织,屈服强度575～638 MPa,抗拉强度789～840 MPa,伸长率21%～23%,0℃3/4尺寸冲击功39～87J,完全满足API Spec 5CT《油套管规范》(第十版,2018)标准的要求。     

时效处理对15-5PH沉淀硬化马氏体不锈钢组织和力学性能的影响

研究了1000℃和1040℃30min水冷固溶480～620℃4 h时效对15-5PH钢(/%:0.065C、0.46Si、0.58Mn、0.022P、0.004S、14.77Cr、5.19Ni、2.91 Cu、0.22Nb)组织和力学性能的影响。结果表明,该钢在480℃4 h时效后,开始析出富铜相和碳化物Nb(C,N),随时效温度升高,部分析出相长大;550℃时效15-5PH钢具有最佳综合力学性能:屈服强度R_p0.2530～625 MPa,抗拉强度R_m1050～1070 MPa,冲击功值a_kv113～115 J/cm²。     

00Cr22Ni5Mo3N热轧板卷热卷取工艺模拟试验研究

对00Cr22Ni5Mo3N热轧板卷热卷取工艺进行了模拟试验,结果表明:卷取温度对00Cr22Ni5Mo3N钢的冲击韧性有显著影响,随着卷取温度的提高,钢的韧性逐渐降低,其最佳热卷取温度为550~600℃。在较高的卷取温度下CrN、Cr2N、Cr2(C,N)、χ相和σ相的析出是导致模拟试样冲击韧性降低的主要原因。     

淬火及回火处理对新型槽帮钢30MnSiCrMo组织性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸冲击试验机及布氏硬度计等研究了新型槽帮钢30MnSiCrMo经900～920℃30 min淬火,350～550℃2h回火的组织性能变化。结果表明,350～550℃不同回火过程中,试验钢出现马氏体分解、碳化物转变、聚集长大及α相回复再结晶等转变,室温组织由回火马氏体向回火屈氏体和回火索氏体过渡。随着回火温度的上升,基体固溶强化与碳化物析出强化减弱,试验钢的强度与硬度连续降低,而塑性与韧性不断提高,试验钢在900和920℃30 min水淬后450～520℃2 h回火时获得良好的强韧性匹配,即抗拉强度1159～1008 MPa,屈服强度1107～944 MPa,断后伸长率11.8%～15.0%,室温硬度336～293HBW,V型缺口冲击吸收功45.5～67.5 J,能够满足中部槽材料的强韧性要求。     

高铁酸钠处理某聚合物驱采油污水的反应条件的研究

以高铁酸钠为氧化剂,处理某聚合物驱采油污水,探讨在不同的添加量、pH值、反应时间及反应温度条件下,对污水中难降解聚合物PAM及COD的降解效果最优的反应条件.结果表明,高铁酸钠处理此聚合物驱采油污水的最佳反应条件为:添加浓度为80 g/m~3,pH值为3.5,反应时间为15 min,反应温度为45℃,此条件下的PAM去除率约93%以上,COD去除率约91%以上。     

1Cr11Ni2W2MoV钢持久性能机理分析及工艺改进

对540 MPa断裂时间小于100 h的真空感应炉冶炼+电渣重熔(Φ600 mm锭)+锻造成材工艺生产的90 mm×90 mm 1Cr11Ni2W2MoV钢分析表明：钢中回火马氏体组织含量不足及马氏体板条间碳化物析出不均匀是导致钢材强度及韧性偏低进而导致持久性能断裂时间小于100 h的原因,通过将锻坯加热温度由1130～1150℃降低到1000～1020℃,锻造90 mm×90 mm钢材的锻造方式由一火次成材变为两火次成材,终锻温度≥900℃,持久性能试样的回火温度由660～680℃降低到600～620℃,使1Cr11Ni2W2MoV钢540 MPa持久性能断裂时间从36～37 h提高到146～148 h。     

镁铝尖晶石细粉对镁质浇注料物理性能的影响

研究了添加不同含量MA尖晶石(0、5%、8%、12%)对镁质浇注料性能的影响.结果表明:(1)随着MA尖晶石含量的增加,试样常温抗折、耐压强度降低,而经1 550 ℃3 h和1 100 ℃ 3 h热处理后强度呈先增加后下降的变化规律:(2)当MA尖晶石添加量为8%时,试样经1 550 ℃ 3 h和1 100 ℃ 3 h热处理后强度均达到最佳值,两者强度比接近于1∶1400℃ 0.5 h热处理条件下高温抗折强度也达到最佳值,可判断材料具有较好的抗剥落性和热震稳定性;(3)添加的MA尖晶石作为晶核,促进基质中α-Al2O3微粉与MgO反应形成原位尖晶石,促进烧结,强化基质,有利于增强试样的强度.     

碳含量及添加剂对SiO2碳热还原-氮化产物的影响

以SiO2、碳黑和少量添加剂(CaO,MgO或Al2O3)为原料,在流动氮气中于1 350～1 550℃下,对SiO2碳热还原-氮化产物进行了研究.结果表明,试样S-1,S-2分别在1400℃和1 450℃加热4 h后,均生成Si2N2O和Si3N4混合物;在1 550℃保温4 h,这2种试样生成的产物均为SiC.试样S-3在1 40℃和1450℃加热4 h后所得产物为Si3N4和SiC.氧化物添加剂可以促进碳热还原-氮化反应的进行,并保留在生成的粉末体中,在随后的粉末热压或无压烧结中起烧结助剂的作用.     

0Cr13C铁素体不锈钢冷拔断丝分析及工艺改善

0Cr13C钢(/%:0.02C,0.32Si,0.18Mn,0.016P,0.002S,12.25Cr,0.0140N)冷拔丝的工艺为Φ5.5mm热轧退火材(680~700℃退火)-冷拔至Φ2.0 mm材-氢气退火-冷拔至Φ0.70 mm丝-氢气退火-冷拔至Φ0.3mm丝。通过成分、断口、组织和力学性能分析,得出退火Φ5.5 mm热轧材为混晶组织,强度较高,造成冷拔时变形不均和断丝。通过720~760℃退火试验表明,随退火温度升高,抗拉强度降低,720、740、760℃退火后0Cr13C钢Φ5.5 mm热轧材的抗拉强度分别为471~503 MPa,417~448 MPa和378~417 MPa。生产结果表明,通过将Φ5.5mm热轧盘条的退火温度从原680~700℃2 h提高至740℃3~4 h,每台冷拔机的平均断丝率由6次/12 h降至2次/12 h。     

碳化硅保护套管的性能研究及应用

以碳化硅粉作为基本原料,采用反应烧结法制备出尺寸为φ(130~140)mm×1 500 mm的一端封闭的Si C/C/Si3N4复相陶瓷内加热器保护套管。通过实验模拟内加热器服役环境,测试保护套管切割后各区域密度及显气孔率、抗折强度、抗热震性能和抗锌液侵蚀性能。结果表明:烧结后保护套管的平均密度可以达到2.46 g/cm3,平均抗折强度为61.97 MPa,各区域的密度及抗折强度偏差很小;将保护套管切割后得到的试样条在900℃到室温的条件下热震循环40次后表观无明显裂纹,热震后的残余强度仍可达60 MPa以上,并且不和熔融锌液发生反应,在热浸镀锌领域具有良好的应用前景。     

热处理对高强度易切削沉淀硬化不锈钢2Cr16Ni3Mo2CuN力学性能的影响

高强度易切削沉淀硬化不锈钢2Cr16Ni3Mo2CuN在退火状态下有优良的切削性能。研究了经过一级退火温度710~800℃和二级退火温度570~620℃处理后2Cr16Ni3Mo2CuN钢的布氏硬度(HB)值,以及1 050~1 085℃45 min油冷,-70℃2 h,150,170℃回火后的力学性能。试验结果表明,710~740℃5 h空冷+620℃5 h空冷处理后,2Cr16Ni3Mo2CuN钢HB值在321以下;1 050~1 085℃淬火,150~200℃回火处理后,该钢强度极限σ_b≥1 520 MPa,δ₅≥12%,冲击功A_KU≥40 J。2Cr16Ni3Mo2CuN钢具有明显的二次硬化特征,二次硬化峰温度范围为480~520℃。     

固溶温度对022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢组织和性能的影响

试验研究了1000℃ 4h和1060℃ 4h固溶处理后022Cr22Ni5Mo3N钢中ϕ75 mm材的组织和力学性能。结果表明,022Cr22Ni5Mo3N钢ϕ75 mm材终锻温度970℃空冷的组织（体积分数)约为铁素体31% ,奥氏体 56%,析出物13%;1 000℃ 4 h固溶后为铁素体38% ,奥氏体60% ,析出物2%;1060℃ 4h固溶后铁素体50%,奥氏体50%,该钢通过釆用1060℃固溶后,拉伸断裂强度731MPa延伸率38%,冲击功AKV(-40℃ ）76~81 J,满足标准要求。     

热处理对新型沉淀硬化不锈钢1Cr16Ni3Cu1MoW 组织与性能的影响

研究了新型沉淀硬化不锈钢1Cr16Ni3Cu1MoW 100700℃回火对钢的组织和机械性能的影响。试验结果表明,不锈钢1Cr16Ni3Cu1MoW经1 070℃1 h固溶处理,油冷,-70℃冷处理2 h,485℃时效2h,σb达1475 MPa,且冲击功AKU2仍能达到119 J;经1070℃1 h固溶处理,油冷,-192℃冷处理2 h,500℃时效2 h,σb达到峰值,为1605 MPa,此时A_KU2为88 J。     

烧结温度及Y2O3对9Cr-RAFM钢性能的影响

采用粉末冶金技术,以球磨-模压-真空烧结工艺制备2种9Cr-RAFM钢:以0.3%Y2O3(质量分数)为弥散相的ODS 9Cr铁基高温合金和不添加Y2O3的Non-ODS 9Cr铁基高温合金。研究烧结温度及Y2O3对RAFM钢的力学性能和微观组织的影响。研究结果表明:采用球磨-模压-真空烧结工艺制备的ODS合金的综合力学性能高于Non-ODS合金,并且在1 390℃烧结,保温2 h条件下制备的ODS合金具有最佳的综合力学性能(抗拉强度600 MPa,伸长率23.1%)。并对不同球磨时间的合金粉末进行XRD物相分析,用SEM及能谱分析技术研究Y2O3影响RAFM钢的微观组织成分和力学性能的机理。     

氮合金化对马氏体不锈钢00Cr13Ni4Mo回火性能的影响

测定了控氮00Cr13Ni4Mo(S13-4N)与低氮00Cr13Ni6Mo(S13-6)的性能,对比分析了氮元素对00Cr13Ni4Mo的强度、韧性、耐蚀性的影响。力学性能测试结果表明,回火温度≤550℃时,控氮的S13-4N比低氮的S13-6的强度更高,韧性更低;回火温度≥550℃时,规律逐渐变得相反;S13-4N在450℃左右出现回火脆性现象。电化学测试结果表明,S13-6的耐点蚀性能优于S13-4N。XRD和EBSD结果表明,两种钢在550℃以上温度回火时出现逆变奥氏体,600℃附近含量达到最大值,此时的韧性最佳,S13-6中的逆变奥氏体总量多于S13-4N,但形态不同。分析认为:氮比镍稳定奥氏体的能力强,而镍形成逆变奥氏体的能力则更强,逆变奥氏体的含量和稳定性对韧性的影响很大;S13-4N的450℃回火脆性主要是由于碳化物和氮化物的析出引起的。     

紧固件用SA-540合金钢的强韧化工艺研究

通过成分优化(/%:0.35～0.46C,0.6～1.0Cr, 1.50～2.05Ni, 0.18～0.32Mo, 0.1V)、冶炼工艺(3 t VIM+ESR)以及热处理工艺(再次热处理工艺：850℃2 h水冷+590℃5 h水冷)的合理制定,获得了满足指标要求的紧固件用高强高韧SA-540合金钢材料。结果表明,为确保SA-540合金钢高温300℃规定塑性延伸强度R_p0.2≥860 MPa,室温抗拉强度应控制在1150～1170 MPa,仅有20 MPa的强度范围。对于经850℃2 h淬火/水冷+560℃5 h回火/水冷调质处理后室温抗拉强度超标的紧固件,可再次通过重新淬火并提高回火热处理温度(850℃2 h淬火/水冷+590℃5 h回火/水冷)使合金钢拉伸性能满足指标要求。SA-540合金钢淬火后随回火的温度升高,呈现抗拉强度和屈服强度下降、伸长率和断面收缩率增加的变化趋势。添加0.1%V的SA-540合金钢,可明显提高合金钢的强度和塑性指标,但低温冲击性能降低明显。     

780MPa级冷轧双相钢的组织与性能

 780MPa级冷轧双相钢是低碳低合金钢,主要的金属元素为锰,另外根据强度要求的不同,还加入了适量的Mo、Cr等元素。试验结果表明：690℃卷取可以获得更好的性能;随着退火温度的升高,试验钢的马氏体体积分数增加,强度增加,在820℃获得的综合性能最好;在820℃退火,当退火时间为80~100s时强度变化剧烈;当退火时间超过100s后,变化趋势相对平缓,综合比较,退火时间为100s时,获得的综合性能最好。