学术论文

      石油套管淬火过程中残余应力场的数值模拟

      Numerical simulation of residual stress field in an oil casing during quenching process

      摘要:
      为降低P110级石油套管淬火冷却过程中的内应力,提出"水淬-空冷-水淬"的优化冷却方式,并利用有限元方法对冷却过程中温度、应力场的变化规律和分布状态进行了模拟.模拟结果表明:冷却至7.5s出水时,横截面上最大温差为104℃,空冷结束时断面温度均匀;再次水冷的最大温差为80℃,与7.5s时相比,温差降低了24℃.对于应力,在最初的水冷阶段,从开始到2.5s,切向应力增大,2.5~5.5s,切向应力降低,冷却至5.5s时发生组织转变,此后热应力和组织应力共存,切向应力随冷却进行迅速升高,并在7.5s时达到最大,为563MPa;出水空冷阶段,热应力减小,组织应力消失,13s空冷结束时切向应力分布较均匀,为-11~27MPa;再次入水冷却至13.6s,切向应力再次达到最大,为451MPa,比7.5s时的563MPa降低了112MPa,达到了优化冷却工艺的目的.
      作者: 李亚欣 [1] 刘雅政 [2] 周乐育 [2] 李阳华 [3] 邹喜洋 [3]
      Author: LI Ya-xin [1] LIU Ya-zheng [2] ZHOU Le-yu [2] LI Yang-hua [3] ZOU Xi-yang [3]
      作者单位: 北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科大中冶技术发展有限公司,北京,100029 北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083 衡阳华菱钢管,集团,有限公司技术中心,衡阳,421001
      刊 名: 北京科技大学学报 ISTICEIPKU
      年,卷(期): 2010, 32(11)
      分类号: TG156.3
      机标分类号: TG1 TF7
      在线出版日期: 2011年1月26日