论文部分内容阅读
应用悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机对压裂泵用高强钢在盐酸介质中的腐蚀疲劳行为进行了研究,结合电化学测试以及一些微观分析测试手段如SEM、显微镜等探讨了他们在盐酸介质中的腐蚀疲劳行为规律、影响因素、腐蚀形貌以及作用机理,为压裂泵用高强钢合理选材提供理论依据。25Cr2Ni4MoV和30CrNi2MoV钢在盐酸介质中的腐蚀疲劳行为规律是:即随着循环应力的增大,其腐蚀疲劳寿命急剧降低;随着盐酸介质浓度的升高,其腐蚀疲劳寿命降低,但降低幅度较小,其对腐蚀疲劳寿命的影响小于应力对腐蚀疲劳的影响。25Cr2Ni4MoV钢较之30CrNi2MoV钢耐盐酸介质中腐蚀疲劳性能更优,这得益于25Cr2Ni4MoV更优的机械性能和更耐盐酸腐蚀。另外原奥氏体晶粒越小,其腐蚀疲劳寿命越高。在25Cr2Ni4MoV和30CrNi2MoV钢失效试样上发现表面有平行于断口的裂纹,且离断口越近密度越大。25Cr2Ni4MoV和30CrNi2MoV钢在盐酸溶液中腐蚀疲劳裂纹都是起源于表面点蚀坑。除了表面有裂纹外,主断口上也观察到有较多二次裂纹,有的二次裂纹还会有分枝,且循环应力越大,二次裂纹越多,深度越深。这两种压裂泵高强钢在盐酸介质中的腐蚀疲劳断口形貌是典型的沿晶裂纹,其在盐酸介质中的腐蚀疲劳机理是滑移带优先溶解模型。25Cr2Ni4MoV和30CrNi2MoV钢在循环载荷的作用下产生滑移带,由于滑移带的挤入挤出处位错密度高,造成材料微观电位不均,挤入挤出处电位高成为阳极,在盐酸溶液中优先溶解。优先溶解处出现点蚀坑,随后在循环应力和盐酸的协同作用下,裂纹持续扩展直至试样断裂。基于滑移带优先溶解模型,对压裂泵高强钢在盐酸溶液中的使用,提高腐蚀疲劳寿命的途径有:第一,合理设计压裂泵结构,降低使用过程中的应力集中程度;第二,细化高强钢晶粒以提高其力学性能或选用力学性能更优的高强钢。