隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，在一次能源消費構(gòu)成中占主導(dǎo)地位的石油和天然氣需求不斷增長。近年來，世界范圍內(nèi)能源供應(yīng)短缺日益嚴(yán)峻，開采重點正逐漸轉(zhuǎn)向海洋、深海和腐蝕介質(zhì)含量高的油氣資源。我國西南地區(qū)普光和羅家寨，美國得克薩斯MurrayFranklin、密西西比BlackJosephine及法國Lacq氣田等都是典型的酸性油氣田。一般而言，井深越深，溫度越高，壓力也越大。酸性油氣田除了含有H2S、CO2之外，某些還含有較高的Cl-。在這些因素的共同作用下，油氣工程用材從勘探開采到集輸各環(huán)節(jié)都會遭受嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕、氫脆、電化學(xué)失重等破壞，輕則造成材料的穿孔和破裂，重則引發(fā)泄漏、井噴等嚴(yán)重的安全事故。為此，以N08028合金為代表的耐蝕材料在酸性油氣開采中得到了廣泛應(yīng)用。
由于N08028合金中的Cr和Mo元素含量高，易形成金屬間化合物σ相，嚴(yán)重影響材料的耐H2S應(yīng)力腐蝕能力。另外，作為單一奧氏體合金，固溶態(tài)N08028合金的強度指標(biāo)無法滿足國際標(biāo)準(zhǔn)和用戶的使用要求（屈服強度要求760MPa以上），只有通過冷作硬化工藝形成高密度的晶體缺陷來起到強化作用。冷作硬化后各力學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律對材料冷加工工藝的制定具有指導(dǎo)作用，因此需要通過冷變形試驗來開展規(guī)律性的研究。
試驗材料采用AOD精煉模鑄，電渣重熔后經(jīng)過均質(zhì)化處理，軋制開坯至500mm×500mm方錠，軋制溫度控制在1100～1200℃；然后徑鍛成Φ400mm管坯，徑鍛溫度與軋制溫度一致；徑鍛后入水冷卻；之后在1200～1220℃熱擠壓成Φ219mm×14mm管材。
沿徑向在原料外表面及中心取樣，分析其組織形貌。擠壓后觀察擠壓態(tài)管材的組織形貌；然后在敞開式火焰爐中固溶處理，采用1050℃、1100℃、1150℃、1200℃溫度固溶，保溫時間為20min、30min、40min，水冷。分析析出相的含量及形態(tài)，確定最佳的固溶熱處理制度。
按照最佳固溶熱處理制度處理后，進行冷作硬化工藝研究，研究不同形變量與力學(xué)性能之間的關(guān)系，確立應(yīng)力-應(yīng)變方程，為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。冷作硬化也稱形變強化，是金屬強化方式的一種。冷作硬化的實質(zhì)是金屬經(jīng)過冷加工產(chǎn)生大量的位錯，位錯發(fā)生塞積和纏結(jié)等交互作用，部分形成了不可動位錯，通過“釘扎”的方式阻礙了塑性變形的持續(xù)發(fā)生，從而達到強化基體的目的。N08028管材的冷作硬化方式主要以冷軋為主。冷軋主要是通過徑向收縮、縱向延伸完成管材的變形。試驗研究結(jié)果如下：
（1）N08028合金油井管的化學(xué)成分決定著該材質(zhì)存在明顯的析出傾向，冶煉澆注及鍛造冷卻過程無法避免析出相析出。
（2）擠壓過程可溶解管坯中的大尺寸析出相，但會產(chǎn)生彌散的二次析出相。研究了不同的固溶熱處理工藝對二次析出相的溶解規(guī)律：在溫度達到1200℃時，保溫時間達到20min后，二次析出相可以完全溶解。
（3）固溶處理后的N08028合金油井管需通過冷作硬化使其力學(xué)性能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。在冷作硬化過程中N08028合金油井管的屈服強度及抗拉強度與斷面收縮率基本呈線性關(guān)系，并建立了應(yīng)力-應(yīng)變方程。