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摘要：含多种合金元素（Cr、Mo、Al等）的抽油杆钢M5在1000℃、900℃固溶1h然后在550℃、650℃等温回火。利用金相显微镜、透射电镜对其显微组织进行分析；通过显微硬度对其力学性能进行分析。结果表明，在回火过程中，由于析出细小的碳化物，使得材料的硬度达到峰值；不同的回火工艺，达到峰值的时间也不相同。1000℃固溶650℃等温回火，材料硬度达到峰值的时间为160min；900℃固溶650℃、550℃等温回火，材料硬度达到峰值的时间分别为4min、8min。随着Cr碳化物的粗大，第二相的析出，使得硬度再次下降。35452
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毕业论文关键词：抽油杆；回火；合金元素；第二相析出
The study of the precipitation phase during tempering processing of a novel sucker rod
Abstract: Steel sucker rod M5 Contained a variety of alloying elements (Cr, Mo, Al etc) solid solution at 1000℃and 900℃ for 1h and tempered during 550℃and 650℃.Using optical microscopy and transmission electron microscopy to characterize the microstructure and carbides of steel sucker rod M5. And analyzed by the hardness of their mechanical properties. The results showed that in the process of tempering, due to precipitation of fine carbides, peaking the hardness of the material. Different tempering process, reaches a peak time is not the same. The samples which solid solution during 1000 ℃ and tempered during 650 ℃ the hardness reaches a peak time of 160min. The samples which solid solution during 900 ℃ and tempered during 650 ℃ and 550 ℃ the hardness reaches a peak time was 4min and 8min. With coarse Cr carbide and the second phase of the precipitation make the hardness decreased again.
Keywords: sucker rod; alloying elements; the second phase precipitates;tempering
目录
1.研究背景 1
1.1抽油杆钢简介 1
1.2 抽油杆钢的发展 1
1.2.1 国外抽油杆发展概况 1
1.2.2 国内抽油杆发展概况 2
1.3 抽油杆钢的分类与优缺点 3
1.4 金属材料中的强化机制 4
1.4.1 热处理强化 4
1.4.2 合金强化 4
1.4.3 细晶强化 5
1.4.4 第二相强化 5
1.5研究内容和意义 6
2.研究材料和实验方案 7
2.1研究材料 7
2.2研究方案、设备及方法 7
2.2.1热处理工艺 7
2.3 显微组织样品的制备 7
2.3.1金相样品的制备 7
2.3.3透射样品的制备 9
2.4 力学性能测试方法 9
2.4.1显微硬度测试方法 9
3.实验结果与分析 10
3.1力学性能 10
3.2 显微组织 12
3.2.1金相组织 12
3.2.2透射电镜显微组织 16
3.3 实验综合分析 21
3.4 结论 22
致 谢 23
参考文献 24
1 研究背景
1.1抽油杆钢简介
抽油杆是油田采油的主要零件之一[1]，世界上油田采油有90%采用的是机械采油，而机械采油井数的80、85%采用的是有杆抽油[2-3]。目前，中国陆地机械采油90%左右的油井使用有杆泵抽油技术，我国石油总产量的80%是靠有杆泵抽油井采出的，有杆泵抽油设备的能源消耗己占到石油生产总能耗的30%以上，随着世界油田进入石油开采后期阶段，有杆泵抽油能耗比例将会进一步上升。然而，抽油杆的工作环境是非常恶劣的，非常容易产生各种质量问题，影响使用时间及效率。这就使得抽油杆成为了有杆泵抽油系统中最容易产生问题的环节，也成为机械采油技术进步的“瓶颈”，所以抽油杆的连续使用问题必将成为将来抽油杆研究与开发的焦点。而出于安全和经济考虑，对抽油杆的性能有较高的要求[4]。传统抽油杆用钢是铁素体珠光体钢，通过固溶强化、沉淀强化提高强度。但是由于两种强化机制对疲劳强度贡献不大，且提高韧脆转变温度，出于安全考虑，能够应用的强度水平受到限制[4]，为满足井深增加、产量扩张对抽油杆用材料日益提高的要求，开发了玻璃钢、不锈钢、碳素纤文[5]、贝氏体钢等新型材料，而这些钢种的造价也比较高。目前，国内普遍应用的为 D 级抽油杆，在 D 级杆（σ）s≥600MPa，（σ）b≥800MPa，δ200≥12，σ-1≥340MPa）的制造过程中，目前国内主要使用 20CrMo 热处理钢，采用热处理工艺，可以提高钢的强韧性、疲劳性能，在调质状态下制成成品。
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