纳米TiO2颗粒对Ni-W-P合金镀层性能的影响

目的 探究纳米TiO₂颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性。方法 使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相。对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性。结果 加入纳米TiO₂颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化。EDS结果表明,纳米TiO₂颗粒在镀层中分布均匀。物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO₂颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm。失重试验表明,Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层在Cl^–为2×10⁵ mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/（m²·h）,与Ni-W-P镀层...     

碳酸盐岩储层完井铝基耐酸易钻油管性能评价

在碳酸盐岩储层采用钢质支撑油管完井,可以解决井壁坍塌问题,但是带来钻磨时间长、费用高的难题。铝合金的强度、硬度较钢低,是最有潜力的易钻油管材料。但是,铝合金在盐酸溶液中会剧烈反应,不适用于酸化工况。设计了在6061T6铝合金管内、外表面涂覆耐酸涂层的铝基耐酸易钻油管。基于标准拉伸试样实测的6061T6铝合金强度值,借鉴ISO/TR 10400—2018中钢质油管强度计算方法,结合内压强度、外挤强度试验,建立并验证了铝基耐酸易钻油管的强度与厚度的数学模型。该模型计算的6061T6铝合金油管的内压强度、外挤强度与实测结果的误差分别为8.6%、0.2%。采用失重法及交流阻抗法评价6061T6铝合金油管的耐酸性能,结果表明,在100 ℃、质量分数20%的盐酸溶液中浸泡12 h,该油管内、外表面涂层无开裂、无破损、无脱落,因吸水使质量略微增加,增加速率为0.008%/h。采用钻磨试验对比测试了6061T6铝合金油管、P110钢质油管的钻磨性能,结果表明,在钻压为10 kN、转速为300 r/min时,6061T6铝合金油管的钻削速度是P110油管钻磨速度的3.5倍。     

热处理温度对Ni-W-P/TiO2复合镀层微观结构及性能的影响

采用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂复合镀层,基于差示扫描量热法(DSC)结果,确定了复合镀层热处理温度范围为350~550℃。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度测试仪、滑动磨损试验机和电化学工作站等研究了热处理温度对Ni-W-P/TiO₂复合镀层的形貌、组织结构、耐磨性与耐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层表面变得平整且致密,但热处理温度超过450℃时,镀层表面晶粒变得粗大;截面形貌观察发现,复合镀层与基体结合良好,无明显裂纹;随着热处理温度升高,Ni-W-P/TiO₂复合镀层由非晶态结构向晶态结构转变,在450℃热处理后镀层析出Ni₃P相,此时镀层的显微硬度最大(849.1 HV0.1),平均摩擦系数最小(0.069),磨损速率最低(0.138 mg/min);在400℃热处理后镀层的耐蚀性最好,高于400℃热处理后,镀层的耐蚀性有所下降。