回火工艺对25CrMo48V钢组织和性能的影响

摘要

全球各国对石油资源的需求日趋增大，石油气开发的重点也转移到了环境条件恶劣但储量更丰富的地区，深井、超深井石油气田的开发对石油套管用钢的性能提出了更高的要求，通过热处理工艺优化所用钢的韧性和强度也显得尤为重要。其中，回火工艺的改变会显著影响材料的组织和性能，过程中伴随着的基体回复可以提升钢的韧性，碳化物的演变可以改变钢的强度。因此确定合适的回火工艺有望对实验钢的组织结构、碳化物演变规律及性能产生积极的影响。
　　本文以25CrMo48V钢为实验对象，设计包括分别于580℃、650℃下的单步回火以及580℃和650℃连续两步回火在内的不同回火工艺，利用电子显微镜观察等分析测试手段研究不同回火过程中组织结构和碳化物演变的规律，结合电化学和力学性能的测试结果，得出的主要结论如下：⑴25CrMo48V钢在650℃单步回火时基体的回复过程可以更有效地消除内应力并降低位错密度，提升材料的韧性；580℃单步回火马氏体板条宽度最小，对材料强度提升最大；但两步回火工艺后25CrMo48V钢的位错密度和马氏体板条尺寸都较小，基体回复过程对残余内应力的消除最充分，因此具有高强度和高韧性的综合力学性能匹配。⑵25CrMo48V钢在淬火过程就会析出M3C型碳化物，580℃回火会析出M2C二次硬化相，650℃回火过程中M3C和M2C型碳化物会长大聚集，并为更稳定的M23C6型碳化物析出提供形核位置。MX型碳化物在回火过程中不发生改变。⑶两步回火过程中细小的M2C和M3C型碳化物会与少量M23C6型碳化物的共存。650℃回火少量析出的C23C6不会影响钢的耐蚀性，在580℃回火析出的二次硬化相Mo2C却可以进一步提升材料的强度。

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第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 石油套管用钢的研究现状和发展趋势

1.3 超高强度石油套管用钢的成分设计与工艺要求

1.4 25CrMo48V超高强度钢的研究现状

1.5 二次硬化对超高强度钢的作用

1.6 本文研究内容

第二章 25CrMo48V钢经不同回火工艺处理后的组织与性能比较

2.1 前言

2.2 不同回火工艺对组织形态的影响

2.3 回火工艺对25CrMo48V钢电化学及力学性能的影响

2.4 本章小结

第三章 25CrMo48V钢回火过程中碳化物的演变及对性能的影响

3.1 前言

3.2 回火温度对碳化物析出的影响

3.3 两步对碳化物的影响

3.4 碳化物形式对性能的影响

3.5 本章小结

第四章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢