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p110石油套管淬火過程中的溫度場和應力場的變化

文章出處:www.nbze19xzq.cn 作者:石油套管 人氣: 發表時間:2019-09-10 09:05
 
            p110石油套管的生產需要調質(淬火+高溫回火)以獲得良好的綜合力學性能。在淬火和冷卻過程中,常采用室溫直接淬火,淬火組織以馬氏體為主。在冷卻過程中,熱應力和組織應力共同作用,使p110石油套管內的殘余應力更加復雜。但馬氏體的抗變形能力較差。當殘余應力達到某一臨界值時,馬氏體層的薄弱部位會出現裂紋源甚至淬火裂紋。因此,研究淬火冷卻過程中溫度場和應力場的變化尤為重要。
 
石油套管
 
            許多學者經常將這種淬火過程的模擬限制在二維耦合場模擬中,并且經常忽略相變潛熱的影響。此外,工件的熱性能和邊界傳熱系數大多由常數簡化,這降低了模擬計算的精度。p110石油套管考慮了邊界傳熱系數,相變潛熱和熱性能等非線性因素。建立了淬火冷卻過程中的三維非線性瞬態熱耦合模型。使用有限元軟件ANSYS模擬冷卻過程中的溫度場,分析了應力場的變化規律和分布狀態,以及溫度場與應力場之間的關系。
 
石油套管
 
            淬火冷卻過程中,p110石油套管徑向溫差先增大后減小,軸向與徑向溫差先增大后增大,冷卻溫度為2.5s時,外表面溫差減小到389℃;冷卻至5.5s時外表面開始轉變為389℃。當p110石油套管溫度小于280℃時,馬氏體轉變基本完成。
 

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