本文關(guān)鍵詞：SiC顆粒對(duì)鉆桿用Al-Cu-Mg鋁合金腐蝕行為及機(jī)理的影響機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋁合金由于具有密度較低、比強(qiáng)度較高、柔性大、抗疲勞和優(yōu)良的工藝性能等特點(diǎn),成為了深井、超深井鉆探所采用鉆桿的優(yōu)選材料之一。但是其存在硬度較低、耐磨性較差的缺點(diǎn),通過加入SiC顆粒后形成的鋁基復(fù)合材料則既具備了鋁合金的優(yōu)點(diǎn)又提高了其硬度和耐磨性。鋁合金雖然在一般環(huán)境下比較耐腐蝕,但是在鉆井環(huán)境中往往會(huì)由于接觸地下水和鉆井液中的Cl-進(jìn)而導(dǎo)致點(diǎn)蝕和晶間腐蝕等腐蝕行為的發(fā)生,特別是在深井、超深井中的高溫、高壓環(huán)境下,腐蝕間題會(huì)更加嚴(yán)峻。所以對(duì)鉆桿用鋁合金及其復(fù)合材料腐蝕行為及SiC顆粒對(duì)其腐蝕行為及機(jī)理的影響機(jī)制的研究是非常有必要且意義重大的。本實(shí)驗(yàn)首先通過掃描電鏡和能譜分析儀研究了SiC顆粒的加入對(duì)Al-Cu-Mg鋁合金微觀結(jié)構(gòu)改變的影響作用。其次,利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析儀、XRD、 X-ray CT和電化學(xué)工作站等手段對(duì)Al-Cu-Mg鋁合金和SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料在不同溫度的3.5 wt.% NaCl溶液和聚磺鉆井液中的均勻腐蝕行為、點(diǎn)蝕行為和晶間腐蝕行為進(jìn)行對(duì)比分析研究。最后探討了兩種材料的腐蝕機(jī)理并研究SiC顆粒對(duì)鋁合金腐蝕行為及機(jī)理的影響機(jī)制。研究表明：Al-Cu-Mg鋁合金中存在的最主要的第二相為θ(CuAl2)相、S(Al2CuMg)相和T(AlZnMgCu)相,SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料中存在的第二相主要為θ(CuAl2)相,SiC顆粒的加入抑制了S(Al2CuMg)相和T(AlZnMgCu)相的生成,改變了其微觀結(jié)構(gòu)并提高了其耐蝕性能。Al-Cu-Mg鋁合金和SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料在3.5 wt.% NaCl溶液與聚磺鉆井液中初期發(fā)生了均勻腐蝕,腐蝕速率隨著溫度的升高而增大,隨著時(shí)間的延長主要發(fā)生的為點(diǎn)蝕行為,并且隨著溫度的提高,點(diǎn)蝕坑的密度和深度均有所增加,特別是高溫對(duì)材料的點(diǎn)蝕的發(fā)生和發(fā)展有明顯促進(jìn)作用。另外,在相同條件下兩種材料在聚磺鉆井液中的腐蝕程度明顯較其在3.5 wt.% NaCl溶液中的腐蝕程度要輕。Al-Cu-Mg鋁合金和SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料在NaCl+H2O2溶液中溫度較高的時(shí)候會(huì)發(fā)生晶間腐蝕行為,晶間腐蝕深度隨著溫度的升高而增加�？傮w來說,SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料的耐蝕性較Al-Cu-Mg鋁合金的耐蝕性好。Al-Cu-Mg鋁合金的腐蝕主要是在θ(CuAl2)相、S(Al2CuMg)相、T(AlZnMgCu)相和P(Mg2Si)相等第二相或者表面缺陷存在的區(qū)域優(yōu)先開始發(fā)生,SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料的腐蝕主要是在SiC顆粒周圍的6(CuAl2):相附近或缺陷存在的區(qū)域發(fā)生,但SiC顆粒有抑制S(Al2CuMg)相和T(AlZnMgCu)相析出并使析出的θ(CuAl2)相細(xì)化的作用,所以,總體來說,SiC顆粒的加入提高了Al-Cu-Mg鋁合金的耐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：Al-Cu-Mg鋁合金 SiC_P-/Al-Cu-Mg復(fù)合材料 第二相 點(diǎn)蝕 晶間腐蝕
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE982;TG146.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 鋁合金鉆桿的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用及研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 鋁合金鉆桿的優(yōu)點(diǎn)9-10
• 1.2.2 鋁合金鉆桿的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 鋁合金鉆桿面臨的挑戰(zhàn)11-12
• 1.4 鉆桿用鋁合金及其復(fù)合材料腐蝕行為及機(jī)理研究現(xiàn)狀12-17
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-18
• 第2章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法18-22
• 2.1 試驗(yàn)材料18
• 2.2 試驗(yàn)方法18-22
• 2.2.1 均勻腐蝕試驗(yàn)方法18-19
• 2.2.2 點(diǎn)蝕試驗(yàn)方法19-20
• 2.2.3 晶間腐蝕試驗(yàn)方法20-21
• 2.2.4 微觀結(jié)構(gòu)分析方法21-22
• 第3章 SiC加入對(duì)Al-Cu-Mg鋁合金微觀結(jié)構(gòu)的影響22-28
• 3.1 Al-Cu-Mg鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)22-24
• 3.2 SiCp/Al-Cu-Mg復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)24-26
• 3.3 SiC顆粒的加入對(duì)Al-Cu-Mg鋁合金微觀結(jié)構(gòu)的影響作用26-28
• 第4章 Al-Cu-Mg鋁合金與SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料的腐蝕行為研究28-77
• 4.1 Al-Cu-Mg鋁合金及SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料均勻腐蝕行為研究28-32
• 4.1.1 Al-Cu-Mg及SiC_P/Al-Cu-Mg在3.5wt.% NaCl溶液中均勻腐蝕行為28-29
• 4.1.2 Al-Cu-Mg與SiC_P/Al-Cu-Mg在聚磺鉆井液中均勻腐蝕行為29-30
• 4.1.3 Al-Cu-Mg鋁合金與SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料均勻腐蝕行為分析30-32
• 4.2 Al-Cu-Mg鋁合金與SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料點(diǎn)蝕行為及機(jī)理研究32-69
• 4.2.1 Al-Cu-Mg與SiC_P/Al-Cu-Mg在3.5wt.% NaCl溶液中點(diǎn)蝕行為研究32-45
• 4.2.1.1 Al-Cu-Mg鋁合金在3.5 wt.% NaCl溶液中點(diǎn)蝕行為32-39
• 4.2.1.2 SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料在3.5wt.% NaCl溶液中點(diǎn)蝕行為39-45
• 4.2.2 Al-Cu-Mg與SiC_P/Al-Cu-Mg在聚磺鉆井液中點(diǎn)蝕行為研究45-54
• 4.2.2.1 Al-Cu-Mg鋁合金在聚磺鉆井液中的點(diǎn)蝕行為45-49
• 4.2.2.2 SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料在聚磺鉆井液中的點(diǎn)蝕行為49-54
• 4.2.3 Al-Cu-Mg鋁合金和SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料點(diǎn)蝕行為對(duì)比研究54-59
• 4.2.4 Al-Cu-Mg鋁合金和SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料點(diǎn)蝕機(jī)理探討59-69
• 4.3 Al-Cu-Mg鋁合金與SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料晶間腐蝕行為研究69-77
• 4.3.1 Al-Cu-Mg鋁合金晶間腐蝕行為70-72
• 4.3.2 SiC_P/Al-Cu-Mg復(fù)合材料晶間腐蝕行為72-75
• 4.3.3 Al-Cu-Mg與SiCp/Al-Cu-Mg耐晶間腐蝕性能對(duì)比及機(jī)理探討75-77
• 第5章 結(jié)論與展望77-79
• 5.1 研究結(jié)論77-78
• 5.2 今后研究工作展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果86

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