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為什么合金管件會出現藍脆?

合金管件產生藍脆的原因是碳和氮間隙原子的形變時效。在150~350℃溫度范圍內形變時,已開動的位錯迅速被可擴散的碳、氮原子所錨定,形成柯垂耳氣團(柯氏氣團)。為了使形變繼續進行,需要開動新的位錯,結果10CrMo910合金管中在給定的應變下,位錯密度增高,導致強度升高和韌性降低。為了消除碳鋼的藍脆,10CrMo910合金管中加入相應量強碳化物和氮化物形成元素如鈦、鈮、釩,在鋼中形成Tic、TiN、NbC、NbN、vC、vN,將碳、氮原子固定。另外加入少量鋁,除脫氧外,還與氮形成AlN,也可減少藍脆傾向。

由形變時效引起10CrMo910合金管的機械性能變化中,在300℃附近有抗拉強度、硬度升高,而延伸率、斷面收縮率下降的現象。藍脆大多數鐵素體一珠光體組織的10CrMo910合金管,隨溫度升高,在300℃左右韌性降低。它發生在10CrMo910合金管表面有藍色氧化膜的溫度范圍,因此稱為藍脆。藍脆發生在合金元素很低的退火或正火的低合金鋼中。在下列3種情況下均觀察到藍脆。

合金管件都以熱處理狀態交貨。石油裂化管:用于石油煉廠的爐管、熱交換器管和管道用無縫管。常用優良碳素鋼(10、20)、合金鋼(12CrMo、15CrMo)、耐熱鋼(12Cr2Mo、15Cr5Mo)、不銹鋼(1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)制造。鋼管除得證化學成分和各種機械性能外,還要水壓、壓扁、擴口等試驗,及表面質量和無損檢驗。鋼管在熱處理狀態下交貨。不銹鋼管:用各種不銹鋼熱軋,冷軋的不銹鋼管,廣泛應用于石油、化工設備管道和各種用途的不銹鋼結構零件,除應化學成分和機械性能,凡用作承受流體壓力的鋼管要水壓試驗合格。各種專用鋼管要按規定條件。

石油、自然氣開采很離不開打井,地質鉆控用石油鉆探用無縫鋼管是鉆井的主要器材,主要包括巖芯外管、巖芯內管、套管、鉆桿等。由于鉆探用管要深入到幾千米地層深度工作,工作條件極為復雜,鉆桿承受拉、壓、彎曲、扭轉和不均衡沖擊載荷等應力作用,還要受到泥漿、巖石磨損,因此,要求管材需要具有足夠的強度、硬度、耐磨性和沖擊韌性。

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