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动态应变时效对35CrMo圆钢力学性能的影响

发布者:tjhaitaiyuangang 发布时间:2014/3/10 阅读:1227

近年来,金属材料在塑性变形过程中发生的动态应变时效(DSA)现象及其对金属力学性能的影响日益引起人们的重视。对于许多常用的工业合金,在常规的应变速率和通常所用的温度范围内均经受着DSA的作用。因此,深入研究DSA对金属力学性能的影响具有重大的理论和实际意义。35CrMo钢属中碳合金钢,在石油工业中常用于制造油杆、钻杆、油管悬挂器等井下工具与设备。这些工具和设备在运行过程中由于作业环境的原因经常受到DSA的作用。本文以35CrMo圆钢为研究对象,采用SSRT应力-应变曲线和静拉伸应力-应变曲线的实验和分析方法,得出动态应变时效对调质35CrMo圆钢力学性能的影响,以及获取最佳动态应变时效方法。进而把动态应变时效处理后的调质35CrMo钢用于制造当今的石油钻采工具和设备中,利于石油工业的安全稳定开采。
   

采用高强度钢35CrMo圆钢,其化学成分见表1。加工7个试样,试样尺寸如图1所示。对试样进行相同的热处理(840~860℃淬火+540~560℃回火)。用SSRT拉伸试验所用片状拉伸试样(厚2mm)。开始试验之前,依次使用不同型号砂纸打磨试样,打磨后用清水清洗,然后测量试样的长度、宽度和厚度。最后用丙酮、无水酒精清洗并吹干,放入干燥皿备用。室温下在WDW-100D型微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验。测定35CrMo钢经不同动态应变时效工艺后试样断后伸长率、断面收缩率和抗拉强度。
   
表1 35CrMo钢的化学成分(质量分数,%)

C:0.32~0.40 Si:0.17~0.37 Mn:0.40~0.70 Cr:0.80~1.10 Mo:0.15~0.25 Ni:≤0.30

   
动态应变时效(DSA)过后的35CrMo圆钢的伸长率没有多大改变,但动态应变时效(DSA)后的抗拉强度均明显增加。产生这种现象的原因主要是由于金属固溶体中的间隙溶质原子(如钢中的C、N)向位错偏聚并使之钉扎造成的。35CrMo钢动态应变时效的最佳温度为373K。这是由于373K时,金属固溶体中的间隙溶质原子(如钢中的C、N)的运动速率与位错的运动速率相差不大,以至于对位错的钉扎作用最明显。


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