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题名超声波冷锻与微弧氧化处理铝合金钻杆的耐腐蚀性能
被引量：3
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作者
梁健
李嘉栋
林冰
岳文
王成彪
尹浩
唐鋆磊
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机构
中国地质科学院勘探技术研究所
中国地质大学(北京)工程技术学院
西南石油大学化学化工学院
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出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期255-266,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(41772390)
国家重点研发计划项目(2018YFC0603403)。
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文摘
目的采用超声波冷锻与微弧氧化技术处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层用以提高铝合金钻杆的耐腐蚀性能。方法用超声波冷锻技术(Ultrasonic Cold Forging Technology,UCFT)和微弧氧化技术(Micro Arc Oxidation,MAO)处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层,从而强化铝合金钻杆材料(2024)。通过模拟铝合金材料在科学超深井“高温–高压–力学–化学”的服役条件和环境,并使用失重法、电化学方法、扫描电子显微镜以及X射线衍射等测试方法,研究了细晶层和微弧氧化膜层对铝合金钻杆腐蚀行为和腐蚀规律的影响。结果通过电化学测试结果可知,经UCFT+MAO处理的铝合金的耐腐蚀性能随着弹性拉应力的增加而逐渐下降。但在300 MPa的弹性拉应力作用下,经UCFT+MAO处理的铝合金仍能维持较低的腐蚀速率(10^(‒2) mm/a),并且耐蚀性能仍大于未经UCFT+MAO处理的铝合金。通过失重法和扫描电子显微镜测试结果可知,在100 MPa的弹性拉应力条件下,经UCFT+MAO处理的铝合金的腐蚀速率随试验温度的升高而明显上升,并且表面的腐蚀形貌也变得越来越不平整,凸起程度增加。当试验温度超过125℃时,经UCFT+MAO处理的铝合金的腐蚀速率随温度的增加而显著上升。通过XRD测试结果可知,在100 MPa的弹性拉应力和不同温度条件下,经UCFT+MAO处理的铝合金表面的化学组成主要以Al和Al^(2)O_(3)为主。结论经UCFT和MAO处理形成的细晶层和微弧氧化膜层能够有效保护铝合金基体,提升铝合金的耐腐蚀性能。
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关键词
科学超深井
铝合金钻杆
超声波冷锻
微弧氧化
腐蚀
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Keywords
scientific ultra-deep well
aluminum alloy drill pipe
ultrasonic cold forging technology
micro arc oxidation
corrosion
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分类号
TG174
[金属学及工艺—金属表面处理]
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