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n80套管钢低温渗铝工艺及耐蚀性研究

N80套管钢低温渗铝工艺及耐蚀性研究

作者：史新勃西安石油大学

学位级别：硕士

为保证在不损苦n80套管钢原有力学性能的前提下，通过固体粉末包埋渗铝技术提商艽腐烛件能，本文借助表面机械研磨技术（SMAT）对n80套管钢进行了表面纳米化预处理，并依此实现了560^0以下的低温快速固体粉末包埋渗铝。借助XRD、SEM、ED... 详细信息

为保证在不损苦n80套管钢原有力学性能的前提下，通过固体粉末包埋渗铝技术提商艽腐烛件能，本文借助表面机械研磨技术（SMAT）对n80套管钢进行了表面纳米化预处理，并依此实现了560^0以下的低温快速固体粉末包埋渗铝。借助XRD、SEM、EDS等手段分析了n80钢表面低温滲铝层的物相组成和微观形貌，采用L,6（45）iH交试验设计研究了渗铝工艺参数（包括：渗剂组成中的A1含量，渗剂组成中的nRtCl含量，渗铝温度和保温时间）对渗层厚度的影响规律，建立了基于BP神经网络的渗层厚度预测模型，得出了带有低温渗铝层的n80钢的电化学及介质条件下的腐烛特性及其失效机理。得出的主要结论行：经过SMAT预处理的n80钢，在95%铝粉和5%氣化铵粉配方的渗剂中，通过530°C保温4小时包埋可以制备出厚度72jim的渗铝层组织;渗铝层表面无裂纹、孔洞，厚度均匀。渗层主耍由高铝FeAb相组成。依据渗S组织形态，渗层可分为：最外层等轴品、屮W长条柱状品和近基体的细品层。随着渗层厚度增加渗足横截面上A1六呈减少，且滲层显微硬度高T?基体硬度。通过.1丨:交试验法.确定渗铝工艺参数对滲层厚度的影响大小顺序为：氣化铵含量＞渗铝温度＞铝粉含量＞渗铝时间。以渗S厚度为指标，确定最优工艺参数为95.24%锅粉、4.76%氯化铵粉、加热温度540力、保温时M10小时。基于改进的BP神经网络建立了滲铝层厚度的预测模型;对训练后的BP网络进行可靠性验证，预测输出对检测U标的跟踪性能良好，相关系数R=0.993,预测值和实际值基本一致，预测效果明渗铝n80钢在常H(恒温25T：下的电化学测试表明，渗铝处理可以显著增大n80钢的腐蚀阻力、降低腐烛速率;渗铝n80钢在C02分压lMPa,H2S分压0.5MPa,温度100°C，矿化度70000mg/L的介质腐蚀环境下，表现出了优越的耐均匀腐蚀性和耐点油性能。同时，渗铝处理还明显提髙了n80钢的耐磨损性能。

关键词： n80套管钢低温包埋渗铝正交试验 BP神经W络 W腐蚀性能

包埋时间对n80套管钢表面渗铝层组织和性能的影响

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西安石油大学学报（自然科学版） 2011年第4期26卷 64-66,85页

作者：黄敏王宇西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065

为提高套管钢的耐腐蚀性能,在950℃对n80套管钢分别进行了2 h、4 h及6 h的包埋渗铝工艺处理.不同包埋时间下所得渗层的物相组成、微观形貌、显微硬度和电化学性能不同.测试结果表明:渗铝时间为2 h时,所得渗铝层厚度为150μm,渗铝时间延... 详细信息

为提高套管钢的耐腐蚀性能,在950℃对n80套管钢分别进行了2 h、4 h及6 h的包埋渗铝工艺处理.不同包埋时间下所得渗层的物相组成、微观形貌、显微硬度和电化学性能不同.测试结果表明:渗铝时间为2 h时,所得渗铝层厚度为150μm,渗铝时间延长到4 h和6 h后,渗铝层厚度增大到300μm;渗铝时间为2 h、4 h时所得n80套管钢的渗铝层主要由FeAl金属间化合物组成,当渗铝时间为6 h时,渗铝层中开始出现了高铝Fe2Al5相;不同时间包埋渗铝处理后的n80套管钢试样表面硬度高于基体,自腐蚀电流密度显著下降.由此得出结论:高铝相铁铝化合物随包埋时间的延长开始出现;渗铝层厚度随包埋时间的延长有所增加,当包埋时间超过4 h后,包埋时间对渗铝层致密度的提高作用较厚度增加更为显著;延长包埋时间可以显著提高渗铝层的硬度,但过长的包埋时间会同时造成基体硬度严重地下降;包埋时间对腐蚀性能的影响作用不明显.

关键词： n80套管钢渗铝层包埋时间显微组织耐蚀性能

低温助渗剂Zn对n80套管钢低温渗铝层组织的影响

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热加工工艺 2013年第8期42卷 131-134页

作者：叶晶王宇黄敏西安石油大学材料与科学工程学院陕西西安710065

选用不同Zn含量配比的包埋渗剂,采用低温粉末包埋法对n80套管钢进行表面渗铝处理,依次对不同渗剂配方下所得到渗层的微观形貌、元素组成和显微硬度进行测试,分析了低温助渗剂Zn对所得渗铝层的影响。结果表明:与渗剂中添加Zn所得渗铝层相... 详细信息

选用不同Zn含量配比的包埋渗剂,采用低温粉末包埋法对n80套管钢进行表面渗铝处理,依次对不同渗剂配方下所得到渗层的微观形貌、元素组成和显微硬度进行测试,分析了低温助渗剂Zn对所得渗铝层的影响。结果表明:与渗剂中添加Zn所得渗铝层相比,未添加Zn所得渗铝层均匀、致密,显微硬度较高;渗铝层厚度随Zn含量的改变呈现非线性的变化,当Zn∶Al=40∶60(质量比)时,所得渗铝层的厚度可以达到80μm;不同渗剂配比下所得渗铝层主要由Al元素和Fe元素组成,渗层组织从表面向基体方向Al含量呈梯度减少,当渗剂中加入助渗剂Zn后易生成富含低铝相渗层。

关键词： n80套管钢低温包埋渗铝 Zn含量渗铝层

包埋渗剂Al含量对n80套管钢渗层组织和性能的影响

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热加工工艺 2012年第4期41卷 123-125,129页

作者：史新勃王宇黄敏西安石油大学材料与科学工程学院陕西西安710065

选用不同Al含量配比的渗铝剂,对n80套管钢进行包埋渗铝处理,形成渗铝层。阐述了包埋渗铝过程,并依次表征了不同Al含量渗剂所得渗铝层的金相组织、元素分布、物相组成和显微硬度。结果表明:采用不同Al含量的渗剂在950℃真空条件下可以在... 详细信息

选用不同Al含量配比的渗铝剂,对n80套管钢进行包埋渗铝处理,形成渗铝层。阐述了包埋渗铝过程,并依次表征了不同Al含量渗剂所得渗铝层的金相组织、元素分布、物相组成和显微硬度。结果表明:采用不同Al含量的渗剂在950℃真空条件下可以在n80钢基体表面获得450～650μm厚度连续的渗铝层组织;渗铝层厚度随渗剂中Al含量增加而增厚;渗层组织从表面向基体方向Al含量呈梯度减少;渗剂中Al含量的不同引起渗层的物相变化,10%和20%Al含量的渗剂所得渗层组织为Fe3Al相,35%Al含量的渗剂所得渗层组织为FeAl相;不同Al含量渗剂下所得渗铝试样渗层组织的显微硬度均高于基体,从渗层表面向基体方向延伸,显微硬度逐渐降低趋于平缓。

关键词： n80套管钢包埋渗铝 Al含量渗层组织

包埋温度对n80套管钢渗铝层微观结构及性能的影响

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热加工工艺 2011年第2期40卷 161-163页

作者：黄敏王宇西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065

采用固体粉末包埋法对n80套管钢进行渗铝,形成富铝表层。研究了包埋温度为950、1050℃时所得渗铝n80套管钢的微观结构、硬度及电化学腐蚀特性。结果表明:不同包埋温度所得渗铝层厚度均超过200μm;渗铝n80套管钢在渗层深度范围内的硬度... 详细信息

采用固体粉末包埋法对n80套管钢进行渗铝,形成富铝表层。研究了包埋温度为950、1050℃时所得渗铝n80套管钢的微观结构、硬度及电化学腐蚀特性。结果表明:不同包埋温度所得渗铝层厚度均超过200μm;渗铝n80套管钢在渗层深度范围内的硬度高于基体;渗铝后n80套管钢的耐腐蚀性得以提高。升高包埋温度可以显著提高所得渗铝层的厚度和硬度,但过高的包埋温度会同时造成基体性能更严重地下降。

关键词： n80套管钢包埋渗铝温度微观结构性能

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稀土添加剂对n80套管钢低温渗铝层的影响

热处理技术与装备 2015年第5期36卷 27-30页

作者：陈辉俞嘉诚王彦鹏黄敏王宇台州学院物理与电子工程学院浙江台州318000

为了提高n80套管钢的耐腐蚀性能,采用包埋温度为540℃,保温时间为4 h的低温渗铝工艺,通过在包埋粉料中添加不同种类及含量的稀土在n80套管钢表面制备渗铝层。借助扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析所得渗铝层的微观结构及物相组成;同时... 详细信息

为了提高n80套管钢的耐腐蚀性能,采用包埋温度为540℃,保温时间为4 h的低温渗铝工艺,通过在包埋粉料中添加不同种类及含量的稀土在n80套管钢表面制备渗铝层。借助扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析所得渗铝层的微观结构及物相组成;同时,通过模拟海水介质腐蚀试验测试了渗铝n80套管钢的电化学耐蚀性能。结果表明:在包埋粉料中添加稀土可以同时改善渗铝层的微观结构和相组成;添加稀土后所得渗铝层厚度较大,渗层连续均匀;稀土元素可以增强活性Al原子的扩散能力,改变渗层中的Al含量;与原始n80套管钢和未添加稀土渗铝处理后n80套管钢相比,在包埋粉料中添加3%Ce O2所得渗铝n80套管钢的自腐蚀电流密度最低。

关键词： n80套管钢低温渗铝耐蚀性稀土

用正交实验法优化n80套管钢包埋渗铝的工艺参数

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热加工工艺 2013年第12期42卷 144-146,150页

作者：叶晶王宇史新勃郭钊西安石油大学材料与科学工程学院陕西西安710065

采用正交实验的方法在不需进行重复试验的情况下,把渗铝工艺中的渗铝温度、保温时间、渗剂中铝粉含量和氯化铵含量的比值3种参数作为3个正交因素,分别进行9组试验。借助能谱仪(EDS)分析每一组试样的渗铝层厚度,以优化渗铝工艺参数。

关键词：正交实验 n80套管钢包埋渗铝工艺参数的优化

XS-1型缓蚀剂对2Cr13钢和n80钢缓蚀性能的影响

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化工机械 2019年第6期46卷 646-650页

作者：毕凤琴徐岩朱峰梁柱张旭昀王勇东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室中国石油天然气股份有限公司管道长春输油气分公司大庆油田有限责任公司第二采油厂规划设计研究所

利用失重法,借助高温高压H2S/CO2腐蚀反应釜,研究了XS-1型耐高温新型抗氧缓蚀剂在naCl介质中的缓蚀性能。通过正交实验法,分析了介质温度、Cl^-浓度、缓蚀剂浓度对2Cr13不锈钢和n80套管钢腐蚀行为的影响。结果表明:Cl^-浓度是影响两种... 详细信息

利用失重法,借助高温高压H2S/CO2腐蚀反应釜,研究了XS-1型耐高温新型抗氧缓蚀剂在naCl介质中的缓蚀性能。通过正交实验法,分析了介质温度、Cl^-浓度、缓蚀剂浓度对2Cr13不锈钢和n80套管钢腐蚀行为的影响。结果表明:Cl^-浓度是影响两种钢腐蚀的主要因素,缓蚀剂浓度的影响力度略小于Cl^-浓度的影响力度。XS-1型缓蚀剂适用于Cl^-浓度高、酸化程度高和温度高的地层液中。

关键词：缓蚀剂缓蚀性能 2Cr13不锈钢 n80套管钢正交实验法失重法