新聞資訊
10Cr3Mo鋼與N80鋼的高溫力學性能
目前熱采井套管用鋼仍以N80鋼為主，針對350℃的中溫耐熱鋼仍在研究階段。10Cr3Mo鋼是以N80鋼為基礎，采用和N80鋼相同的熱處理工藝，加入Cr、Mo等合金元素，同時加入微量合金元素Nb、V、Ti，專門針對高溫熱采環境設計的套管用鋼。本工作選用N80鋼和10Cr3Mo鋼進行高溫力學性能研究。對兩種鋼的高溫力學性能分別進行了350℃下的高溫拉伸和蠕變試驗研究。
N80鋼是常見的套管鋼級，10Cr3Mo鋼中提高了Cr、Mo和Ni的含量，具體化學成分如表1所示。試驗材料從成型好的套管上取下，沿管壁軸線方向取圓棒拉伸和蠕變試樣。
兩種套管鋼均沿管壁軸線方向取樣品，拋光后用4%的硝酸酒精溶液侵蝕，并在光學顯微鏡下做金相分析。之后對金相試樣進行深腐蝕，在掃描電鏡下觀察其微觀結構。
蠕變試驗根據GB/T2309-2012《金屬材料單軸拉伸蠕變試驗方法》取圓棒試樣，試樣直徑為5mm。根據熱采井工況，選取350℃為蠕變試驗溫度。選用應力松弛過程中的4個應力水平作為試驗拉伸載荷，對于N80鋼，分別為350、400、450、500MPa；對于10Cr3Mo鋼，分別為475、500、525、550MPa。高溫拉伸試驗根據GB/T228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》取圓棒拉伸試樣，拉伸試樣直徑Φ5mm。根據熱采井工況，拉伸試驗的溫度選取270℃，拉伸速率為0.5mm/min。
表1N80鋼和10Cr3Mo鋼的化學成分（質量分數，%）
鋼號CSiMnPSCrMoNiVTi
N800.260.241.270.0150.00760.040.010.0030.0060.003
10Cr3Mo0.170.240.980.0110.00340.990.330.0590.0290.013
結果表明：
（1）10Cr3Mo鋼的微觀組織晶粒較N80鋼更大，同時伴隨出現2～3μm的碳化物。斷口和試樣組織的SEM觀察表明，碳化物和析出相尺寸的大小決定了試樣內部孔洞的尺寸的大小，較大的孔洞尺寸使試樣伸長率降低，導致脆性增大。
（2）室溫和高溫拉伸試驗表明，10Cr3Mo鋼在提高Cr、Mo、Ni含量之后，抗拉強度仍維持原有鋼級水平，屈強比略有增加，伸長率稍有下降。
（3）350℃蠕變試驗表明，在溫度小于0.3Tm時，仍然存在著顯著的蠕變現象，10Cr3Mo鋼較N80鋼具有良好的抗蠕變性能。在應力幅為550MPa時，10Cr3Mo鋼的蠕變速率未有明顯提升，而N80鋼的蠕變速率顯著增加。使用10Cr3Mo鋼作為80鋼級的熱采井套管將能有效減少因蠕變導致的熱采井失效問題。
作為值得信賴的合作伙伴和高品質金屬合金的半成品供應商，艾荔艾擁有完善的服務體系和專業的團隊。在同客戶交易的過程中，我們力求根據不同的應用需求將我們的產品做到精益求精。針對當前和未來的市場需求，艾荔艾致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。
AILIAI has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. AILIAI develops the best alloy material solutions for current and future challenges.
獲取更多我們供應的合金和服務信息，請致電086-021-67660801或發電子郵件kefu@ailiaigroup.com聯系我們，您也可以通過微博，微信，領英，XING，臉書和推特與我們互動。
For more information on the alloys and services that we supply,?call us?at 086-021-67660801 or email us at kefu@ailiaigroup.com. You can also get in touch on social media, we are constantly active on?Weibo,?Weixin,?LinkedIn,?XING, Facebook?and?Twitter.