低温下N80钢油套管冲击韧性和断口特征研究

TE921.2; 为了明确低温条件下油套管N80钢的韧性变化规律,利用示波冲击仪对N80钢油套管材料进行不同温度(25、0、-20、-40℃)条件下的示波冲击试验,采用SEM观察N80钢冲击试样断口形貌,研究了不同温度条件下N80钢的韧脆特性及断口裂纹扩展特征.结果表明:N80钢的冲击功随温度降低而减小,裂纹扩展功与冲击功的比值随温度升高先减小后增大再减小,起裂功与冲击功的比值随温度升高先增大后减小再增大.断口形貌分析表明,裂纹萌生及扩展的断口特性与力-位移示波冲击曲线反映出的断裂特性一致.25℃时,断口面可见裂纹稳态扩展阶段,起裂区断口为韧窝状韧性断裂;0℃时稳态扩展过程短,温度降至-20℃...

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Published in材料保护 Vol. 56; no. 11; pp. 53 - 62
Main Authors 邢希金, 刘婉颖, 武广瑷, 周定照, 张智
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中海油研究总院有限责任公司, 北京 100028%西南石油大学新能源与材料学院,四川 成都 610500%西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 四川 成都 610500 15.11.2023
Subjects
温度
brittle fracture
fracture toughness
oscillometric shock
N80钢
temperature
断裂韧性
脆性断裂
N80 steel
示波冲击
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ISSN1001-1560
DOI10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0263

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Summary:TE921.2; 为了明确低温条件下油套管N80钢的韧性变化规律,利用示波冲击仪对N80钢油套管材料进行不同温度(25、0、-20、-40℃)条件下的示波冲击试验,采用SEM观察N80钢冲击试样断口形貌,研究了不同温度条件下N80钢的韧脆特性及断口裂纹扩展特征.结果表明:N80钢的冲击功随温度降低而减小,裂纹扩展功与冲击功的比值随温度升高先减小后增大再减小,起裂功与冲击功的比值随温度升高先增大后减小再增大.断口形貌分析表明,裂纹萌生及扩展的断口特性与力-位移示波冲击曲线反映出的断裂特性一致.25℃时,断口面可见裂纹稳态扩展阶段,起裂区断口为韧窝状韧性断裂;0℃时稳态扩展过程短,温度降至-20℃和-40℃时显示出解理脆性断裂特征.-20℃时为韧性和脆性断裂特征,-40℃时完全脆性化,N80钢组织中所含贝氏体和块状铁素体加剧其低温脆性断裂.
ISSN:1001-1560
DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0263