熱處理對(duì)犖80鋼表面鎳基合金涂層犆犗

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1、第３３卷第３期腐蝕與防護(hù)Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．３２０１２年３月ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＭａｒｃｈ２０１２熱處理對(duì)犖８０鋼表面鎳基合金涂層犆犗腐蝕２性能的影響吳向清，謝發(fā)勤，孫粲，田偉（西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院，西安７１００７２）摘要：利用等離子熱噴涂技術(shù)在Ｎ８０鋼表面制備了鎳基合金涂層，并進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散處理。通過(guò)ＣＯ２高溫高壓腐蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)涂層在模擬油田環(huán)境中的耐蝕性能，利用掃描電鏡（ＳＥＭ）、Ｘ射線(xiàn)衍射（ＸＲＤ）方法分析了涂層的微觀形貌和相組成。結(jié)果表明，鎳基合金涂層由單質(zhì)Ｎｉ相及固溶體Ｃｒ１．２Ｎｉ２．８８、ＦｅＮｉ３、ＭｏＯ２和ＣｕＯ組成。經(jīng)過(guò)６００℃擴(kuò)

2、散處理后，涂層內(nèi)原子結(jié)構(gòu)更為致密。涂層的ＣＯ２高溫高壓腐蝕速率為０．００４６ｍｍ／ａ，是原始涂層的１／１００，具有優(yōu)良的抗ＣＯ２高溫高壓腐蝕性能。關(guān)鍵詞：Ｎ８０鋼；鎳基合金涂層；ＣＯ２腐蝕中圖分類(lèi)號(hào)：ＴＧ１７２．８；ＴＧ１７４．４４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００５７４８Ｘ（２０１２）０３０１９００３犈犳犳犲犮狋狅犳犎犲犪狋犜狉犲犪狋犿犲狀狋狅狀犆犗２犆狅狉狉狅狊犻狅狀犚犲狊犻狊狋犪狀犮犲狅犳犖犻犫犪狊犲犱犃犾犾狅狔犆狅犪狋犻狀犵狅狀犖８０犛狋犲犲犾ＷＵＸｉａｎｇｑｉｎｇ，ＸＩＥＦａｑｉｎ，ＳＵＮＣａｎ，ＴＩＡＮＷｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉ

3、ｃｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＮｉｂａｓｅｄａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｗａｓｍａｄｅｏｎＮ８０ｓｔｅｅｌｓｕｂｓｔｒａｔｅｂｙｐｌａｓｍａａｒｃｓｐｒａｙｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｎｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ．ＴｈｅＣＯ２ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＮｉｂａｓｅｄａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｉｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｏｉｌｆｉｅｌｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒ

4、ｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈａｓｅｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙＳＥＭ，ＥＤＸａｎｄＸＲＤ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｈａｓｅｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓｏｆｔｈｅＮｉｂａｓｅｄａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅＮｉ，Ｃｒ１．２Ｎｉ２．８８，ＦｅＮｉ３、ＭｏＯ２ａｎｄＣｕＯ．Ａｆｔｅｒｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔ６００℃ｆｏｒ１ｈ，ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗａｓｄｅｎｓｅｒ．ＴｈｅＣＯ２ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇａｆｔｅｒｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓ０．００４６ｍｍ／ａ，ａｎｄｗａｓａ

5、ｂｏｕｔ１／１００ｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｂｅｆｏｒｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＴｈｅｃｏａｔｉｎｇａｆｔｅｒｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔＣＯ２ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｎ８０ｓｔｅｅｌ；Ｎｉｂａｓｅｄａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇ；ＣＯ２ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ在石油、天然氣的開(kāi)采過(guò)程中，地層中的ＣＯ２國(guó)內(nèi)開(kāi)展了采用熱噴涂、電鍍、化學(xué)鍍、滲金屬層解［１－５］決油管內(nèi)壁腐蝕問(wèn)題的研究［７，８］。因此，本工作采對(duì)油套管的腐蝕是極為突出的問(wèn)題。在我國(guó)，ＣＯ２腐蝕已導(dǎo)致多起重大事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失非用熱噴涂技術(shù)，在Ｎ８０油管

6、鋼表面通過(guò)等離子噴涂常巨大。如塔里木、長(zhǎng)慶等油田都已經(jīng)面臨著嚴(yán)重技術(shù)獲得鎳基合金涂層，使其合金成分與新型Ｇ３［６］油管鋼成分相近，并對(duì)該涂層在ＣＯ腐蝕環(huán)境中的的危害。因此，ＣＯ２腐蝕是油、氣田開(kāi)采和生產(chǎn)２急需解決的重要課題。Ｇ３合金是一種含Ｍｏ、Ｃｕ耐蝕性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，以達(dá)到提高Ｎ８０油管鋼防腐的鎳基耐蝕合金，具有優(yōu)良的氧化和大氣腐蝕能蝕性能，節(jié)約油氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本的目的，為解決我力、抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和較高的抗局部腐蝕（點(diǎn)蝕、縫國(guó)高酸性氣田的安全開(kāi)發(fā)問(wèn)題提供參考。隙腐蝕）能力，在高溫、高酸性油氣開(kāi)采中，是油井管１試驗(yàn)的主要選材之一。但是，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)高腐蝕性油氣井用

7、Ｇ３油管鋼全部依靠進(jìn)口，價(jià)格高昂。目前１．１試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料為Ｎ８０鋼，其組成為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％）：收稿日期：２０１１０５０９０．４２Ｃ，０．２４Ｓｉ，１．５５Ｍｎ，０．０１２Ｐ，０．００４Ｓ，０．０５１Ｃｒ，基金項(xiàng)目：陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（Ｎｏ．０．１８Ｍｏ，０．０３４Ｎｉ，０．００５Ｖ，０．０１０Ｔｉ，０．０６Ｃｕ，余量２００８Ｋ０１３１）Ｆｅ。試樣尺寸為：３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍ。通訊作者：吳向清，副教授，博士，ｗｘｑｗｓｙ＠ｎｗｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ·１９０·吳向清等：熱處理對(duì)Ｎ８０鋼表面鎳基合金涂層ＣＯ２腐蝕性能的影響１．２涂層制備試驗(yàn)選用噴

8、涂粉末及配