热处理对荦80钢表面镍基合金涂层犆犗

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1、第３３卷第３期腐蚀与防护Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．３２０１２年３月ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＭａｒｃｈ２０１２热处理对犖８０钢表面镍基合金涂层犆犗腐蚀２性能的影响吴向清，谢发勤，孙粲，田伟（西北工业大学航空学院，西安７１００７２）摘要：利用等离子热喷涂技术在Ｎ８０钢表面制备了镍基合金涂层，并进行高温扩散处理。通过ＣＯ２高温高压腐蚀试验评价涂层在模拟油田环境中的耐蚀性能，利用扫描电镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）方法分析了涂层的微观形貌和相组成。结果表明，镍基合金涂层由单质Ｎｉ相及固溶体Ｃｒ１．２Ｎｉ２．８８、ＦｅＮｉ３、ＭｏＯ２和ＣｕＯ组成。经过６００℃扩

2、散处理后，涂层内原子结构更为致密。涂层的ＣＯ２高温高压腐蚀速率为０．００４６ｍｍ／ａ，是原始涂层的１／１００，具有优良的抗ＣＯ２高温高压腐蚀性能。关键词：Ｎ８０钢；镍基合金涂层；ＣＯ２腐蚀中图分类号：ＴＧ１７２．８；ＴＧ１７４．４４文献标识码：Ａ文章编号：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、天然气的开采过程中，地层中的ＣＯ２国内开展了采用热喷涂、电镀、化学镀、渗金属层解［１－５］决油管内壁腐蚀问题的研究［７，８］。因此，本工作采对油套管的腐蚀是极为突出的问题。在我国，ＣＯ２腐蚀已导致多起重大事故，造成的经济损失非用热喷涂技术，在Ｎ８０油管

6、钢表面通过等离子喷涂常巨大。如塔里木、长庆等油田都已经面临着严重技术获得镍基合金涂层，使其合金成分与新型Ｇ３［６］油管钢成分相近，并对该涂层在ＣＯ腐蚀环境中的的危害。因此，ＣＯ２腐蚀是油、气田开采和生产２急需解决的重要课题。Ｇ３合金是一种含Ｍｏ、Ｃｕ耐蚀性进行分析评价，以达到提高Ｎ８０油管钢防腐的镍基耐蚀合金，具有优良的氧化和大气腐蚀能蚀性能，节约油气田开发生产成本的目的，为解决我力、抗应力腐蚀开裂和较高的抗局部腐蚀（点蚀、缝国高酸性气田的安全开发问题提供参考。隙腐蚀）能力，在高温、高酸性油气开采中，是油井管１试验的主要选材之一。但是，长期以来我国高腐蚀性油气井用

7、Ｇ３油管钢全部依靠进口，价格高昂。目前１．１试验材料试验材料为Ｎ８０钢，其组成为（质量分数／％）：收稿日期：２０１１０５０９０．４２Ｃ，０．２４Ｓｉ，１．５５Ｍｎ，０．０１２Ｐ，０．００４Ｓ，０．０５１Ｃｒ，基金项目：陕西省科学技术研究发展计划项目（Ｎｏ．０．１８Ｍｏ，０．０３４Ｎｉ，０．００５Ｖ，０．０１０Ｔｉ，０．０６Ｃｕ，余量２００８Ｋ０１３１）Ｆｅ。试样尺寸为：３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍ。通讯作者：吴向清，副教授，博士，ｗｘｑｗｓｙ＠ｎｗｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ·１９０·吴向清等：热处理对Ｎ８０钢表面镍基合金涂层ＣＯ２腐蚀性能的影响１．２涂层制备试验选用喷

8、涂粉末及配