據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國四川盆地天然氣氣田中約2/3含有H2S。此外，在長慶、塔里木、中海油田、南海油田、東海平湖油田等都發(fā)現(xiàn)有H2S的存在。H2S的毒性強(qiáng)、化學(xué)活性大，易于同金屬材料發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在高含硫油氣田實(shí)際的開發(fā)過程中，鉆具在H2S存在的情況下發(fā)生脆斷的可能性會(huì)大幅提高。因此，開展對抗硫鉆具的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
為了提高材料的抗腐蝕性能，研發(fā)的抗硫鉆具鋼材中Cr、Mo等合金元素含量增加。與普通低碳合金鋼相比，此類合金鋼的熱加工變形抗力增加，生產(chǎn)難度增大，準(zhǔn)確預(yù)測合金鋼的變形抗力對于生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)具有重要意義。本文以正在研制的抗硫鉆桿材料20CrMo合金鋼為對象，通過熱模擬單向壓縮試驗(yàn)，研究了材料在高溫下的變形規(guī)律，以便為制定合理的熱加工工藝提供技術(shù)依據(jù)，并為隨后的數(shù)值模擬計(jì)算提供必要的參數(shù)。
SA-210C 實(shí)驗(yàn)用材料為20CrMo合金鋼鑄坯，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：0.20～0.25C，0.345Si，0.52Mn，1.0～1.5Cr，0.6～0.8Mo，0.99Ni，0.042V，<0.0001B，余為Fe。微觀組織由在粗大鐵素體基體上分布的點(diǎn)狀、球狀珠光體和滲碳體組成。沿著鑄造方向截取高溫?zé)釅嚎s試樣，經(jīng)過表面機(jī)加工后制成φ10mm×15mm的圓棒。在Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行單向等溫壓縮試驗(yàn)。圓棒試樣以5℃/s的速度加熱到900、1000、1100和1200℃，保溫5min，然后分別以10、1和0.1s-1的應(yīng)變速率壓縮，試樣的總壓縮變形量為70%。
SA-213T91 20CrMo合金鋼高溫變形時(shí)流變應(yīng)力隨溫度的升高而降低，隨變形速率的增加而增加，材料為正應(yīng)變速率敏感材料。20CrMo合金鋼的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線在變形溫度為900℃、應(yīng)變速率為10s-1的條件下，出現(xiàn)了應(yīng)力不連續(xù)屈服現(xiàn)象�？刹捎肁rrhenius方程描述20CrMo合金鋼的高溫?zé)嶙冃涡袨�，材料的變形激活能Q為650kJ/mol。
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