【摘 要】
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本文针对高酸性气田用油管材料028合金析出相及其对耐蚀性能的影响进行了研究,提出了热加工工艺-第二相析出—耐蚀性能关联机制,为合金028管材的进一步生产优化提供了有价值
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本文针对高酸性气田用油管材料028合金析出相及其对耐蚀性能的影响进行了研究,提出了热加工工艺-第二相析出—耐蚀性能关联机制,为合金028管材的进一步生产优化提供了有价值的实验数据和理论基础。 文章首先通过SEM、TEM、EDS材料分析手段研究了油套管材料镍基合金028在凝固和热加工过程中所形成第二相的特征,包括种类、成分、结构、分布特征。第二相主要为金属间化合物σ相,为普通四方晶体结构,富含Cr、Mo元素,来自凝固时的一次析出相尺寸较大,可以贯穿几个晶粒,而固态相变中二次析出相则主要沿晶界分布。 进一步通过模拟加工工艺和时效处理两个步骤,研究了合金028在管材成型工艺中第二相的析出特征和形成规律,在800℃和900℃时效处理中,合金晶界处均有析出相沉淀,且冷加工试样的析出相Cr含量要高于热加工试样。结合高温高压H2S/CO2环境下镍基合金028局部腐蚀特征,探寻合金中析出相与其耐蚀性能的关联性,结果表明第二相沉淀会造成周边贫Cr区的形成,利用SKPFM方法证实了第二相、贫Cr区和基体间之间不同的微区电位差,确定微观组织差异所导致的电化学特征差异。 文章最后分析了在高含硫环境下镍基合金第二相影响局部腐蚀萌生、发展机制:第二相与贫Cr、Mo区和基体间存在电位差,在贫Cr、Mo区和电偶腐蚀的共同作用下,局部腐蚀从贫Cr、Mo区萌生,形成了具有小阳极—大阴极的面积比结构的孔内-活态—孔外-钝态微电偶腐蚀电池,在坑内局部硫化和酸化过程中,局部腐蚀加速进行,并会诱发应力腐蚀开裂(SSC)。
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