【摘 要】
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中碳热扎非调制油井管钢是非调制钢应用的新领域,随着现代变形理论的发展,对油井管钢热塑性成形的研究工作已经不在局限于宏观流变应力行为的研究,而是着重于内部微观组织的变化
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中碳热扎非调制油井管钢是非调制钢应用的新领域,随着现代变形理论的发展,对油井管钢热塑性成形的研究工作已经不在局限于宏观流变应力行为的研究,而是着重于内部微观组织的变化过程和力学性能的预测与控制的研究。由于钢在热变形过程中要经历一系列微观组织的变化,如动态/静态回复与再结晶、晶粒长大,以及热变形后冷却过程中的组织转变等,因此建立油井管钢热变形过程中宏观参量和材料微观组织演变之间的量化关系,既数学模型,是现代塑性成形技术发张的一个重要内容,也具有更加重要的应用价值。
本论文主要通过Gleeble1500热/力模拟试验机和定量金相技术等手段实验研究了用于生产N80级热轧非调制无缝油井管的钢种33Mn2V钢在钢管生产过程中的组织演化规律。通过对比研究了材料加工领域计算机仿真中的不同流动应力模型。用Gleeble-1500热/力模拟仪对中碳微合金33Mn2V非调制油井管钢进行热镦锻试验,对各种流动应力模型进行对比分析,采用数值拟合回归的方法,利用Matlab拟合相应模型的回归系数。数值分析结果表明,针对33Mn2V油井管钢的高温变形过程,在一定的应变速率和温度条件下,适宜采用周纪华-管克智模型或B-P模型,其曲线的相关系数R均超过0.89。
采用非线性回归方法建立了Kumar型的33Mn2V钢材料的本构关系,且比较建立了可表示为Zener-Hollomon参数的双曲正弦方程形式的Arrhenius本构模型。结果表明Kumar模型计算值与实验值的误差小于10%,通过Arrhenius模型计算得到的变形激活能为Q=340.017kJ/mol.结合了实际生产的工艺参数,通过应力应变曲线分析研究了该钢热变形导致的动、静态再结晶规律。发现该钢发生动态再结晶所需的临界变形量较小,并回归计算出其热变形方程式,确定了σp、εp和Z的关系,同时降低变形温度可使33Mn2V钢的再结晶晶粒平均尺寸减小。
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