激光合成金属陶瓷抽油泵柱塞耐磨减磨机理

针对抽油泵泵筒与柱塞存在着严重的磨损和腐蚀失效问题,采用激光熔覆原位合成技术,制备了耐磨减磨耐蚀的金属陶瓷TiC/Ni复合涂层。借助于EPMA分析和磨损试验,研究了Mo对TiC/Ni涂层磨损性能的影响。研究结果表明,涂层中加入5%Mo,TiC晶粒细化,组织的均匀性改善,硬度和耐磨性提高,摩擦因数降低;加入10%Mo,TiC晶粒粗大,硬度和耐磨性下降。在TiC/Ni涂层中,Mo分别与TiC相和γ-Ni相扩散固溶,在TiC颗粒周围形成(Ti,Mo)C固溶体环形相,可以提高陶瓷相的界面结合力。熔覆层的耐磨机制为增强相的抗磨作用,磨损形貌为短而浅的犁沟。     

表面状态对N80油管激光强化影响的试验研究

针对机采井管杆偏磨严重的油井,提出对油管内壁进行激光强化处理,以提高油管耐磨性能。为获得较好的表面强化层,研究了表面状态对N80油管激光强化的影响。利用激光器对表面未处理、表面喷砂、表面喷丸、喷涂吸光材料等不同状态的N80试样进行激光熔凝处理。通过分析不同状态下熔凝试样的表面形貌、熔凝层厚度及表面硬度得出,在相同工艺参数下,喷涂吸光材料能大大提高熔凝效果,喷丸并熔凝处理后的试样具有较高表面硬度和较大熔凝层厚度,且表面成型最好。因此,喷丸最适合作为激光熔凝的表面预处理工艺。     

Cr_3C_2对激光熔覆Ni合金层组织和性能的影响

使用2kW连续波CO2激光器在45号钢表面激光熔覆Ni合金层及Ni合金中添加50％Cr3C2复合粉的复合涂层,并分析两种激光熔覆层的物相、组织和显微硬度。结果表明,在Ni基合金中添加50％Cr3C2复合粉,采用激光功率1．7kw、扫描速度5mm／s、光斑直径3mm的激光工艺熔覆,可获得良好的激光熔覆层;Ni／50％Cr3C2复合涂层的组织明显比Ni合金层的组织细化,其硬度达950～1200HV,比Ni合金层的显微硬度提高350～400HV。     

35CrMoA钢激光相变硬化-离子渗氮-渗硫复合处理

针对抽油泵泵筒同时承受磨损和油气水腐蚀交互作用的现场服役环境,提出激光相变硬化-离子渗氮-渗硫复合改性工艺。在其表面制备一层具有耐磨耐蚀自润滑综合性能的复合改性层,采用XRD、SEM和EPMA等方法对35Cr Mo A钢激光相变硬化-离子渗氮-渗硫复合改性层进行物相分析、形貌观察和成分分析,并对复合改性层摩擦学性能进行测试。测试结果表明,复合改性层表面由许多球状颗粒相互叠嵌沉积而成,整体平整疏松,局部有小坑;截面由表至里分别为连续的黑色带状硫化物层、白亮层及渗氮扩散层组成,渗硫层厚度在2~4μm之间,主要物相是Fe S和Fe S2,渗氮层主要物相为Fe2N、Fe3N、Fe4N和少量Cr2N,白亮层厚度为6~10μm。复合改性层的摩擦因数在0.70~0.80之间,较基体有所降低,磨损失质量也大为降低,约为基体的1/31。     

00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢热影响区组织转变规律

00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的两相组织结构具有良好的耐蚀性和力学性能,因此在压力容器及集输管道等领域得到了广泛的应用.在00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢焊接时,必然要经历热循环过程,虽然该过程变化很快且历时短暂,但往往会导致热影响区相比例和相分布状态的变化,从而影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能.通过热模拟试验研究,分析了00Cr22Ni5Mo3N钢焊接时热影响区的相比例及组织转变规律,为制定和调整焊接工艺提供理论参考依据.     

MoS_2对Fe-C-Cu基粉末烧结材料组织和性能的影响

本文在Fe-C-Cu铁基粉末冶金材料中添加不同含量的MoS_2自润滑剂,采用双向压制的方式制备粉末冶金试样,研究MoS_2自润滑剂对其组织和性能的影响。研究发现:在整个烧结过程中,添加剂MoS_2会与基体Fe发生化学反应,生成共晶润滑FeS新相,同时形成新的合金渗碳体(Fe,Mo)3C相。随着MoS_2含量增加,有利于提高材料的致密性和抗压强度力学性能,含量为3%时,材料的磨损性能达到了最优,磨损量是14.95×10-3g。     

金属间化合物对Cu基复合熔覆层磨损性能的影响

为了系统研究铜合金涂层中Fe含量对其微观组织和力学性能的影响,采用自制铜合金粉末在6061铝合金上进行激光熔覆试验,即在6061铝合金表面熔覆了不同Fe含量的铜基复合熔覆层。试验结果显示,不同Fe含量的熔敷层组织从底层到表面分别为平面晶体、柱状晶、胞状晶和等轴晶;合金涂层由AlCuNi、AlNi和金属间化合物相组成（即:FeAl和Fe3Al）。研究表明,熔敷层硬度和耐磨性随着FeAl和Fe3Al相含量的增加而相应提高,当w（Fe）=15%时,熔敷层的耐磨性达到最佳值。     

不同材质耐热钢HK—40与Cr5Mo的焊接

HK-40为奥氏体钢,具有较高的含碳量和合金含量,焊接时易脆化、偏析,产生热裂纹,可焊性较差;Cr5Mo为珠光体钢,焊接时易出现淬硬组织。把这两种焊接性质相差甚大的材料相焊,必须选择一利能同时满足这两种材质要求的焊接工艺及焊接材料,才能获得优质的焊接接头。本文通过某催化剂管组的焊接实例,详细论述了HK-40与Cr5Mo相焊的可焊性与焊接工艺。实践证明,采用隔离层焊接方法及TG82焊丝、NA182焊条可取得满意效果。     

高岭土/尿素插层复合材料合成ZSM-5分子筛及表征

研究了直接插层法制备高岭土/尿素插层复合材料和以该材料采用原位技术合成含ZSM-5分子筛的催化复合材料。重点研究了插层率、脱嵌速率、插层复合材料加入量对合成分子筛复合材料的影响。采用粉末X射线衍射法（XRD）,红外光谱（FT-IR）,热重-差热（TG-DTA）,N2 静态吸附法和电子扫描电镜（SEM）对样品进行表征。结果表明,在合成体系中加入高岭土/尿素插层复合物合成出的ZSM-5分子筛物相单一。随着插层复合物的插层率增加,ZSM-5分子筛的结晶度先增加随后降低。当插层率为62%时,ZSM-5分子筛的结晶度较低。当22%插层率的插层复合物的加入量为3%时,ZSM-5分子筛的结晶度达到65%。与不添加插层复合物合成的产物相比,ZSM-5分子筛的结晶度提高了54.8%。合成的ZSM-5分子筛复合材料具有较好的热稳定性和多级孔道结构,其粒径约为2.5μm,BET比表面积为236m2/g,孔径为10.6nm。     

Nb微合金化对环焊焊接接头热影响区显微组织的影响

为了研究Nb的微合金化(w(Nb)=0.07%~0.10%)对大直径X80管线钢管环焊缝焊接接头热影响区(HAZ)显微组织及性能的影响,通过EBSD、显微硬度和夏比冲击试验分析了两种X80管线钢管环焊缝HAZ显微组织变化、显微硬度分布及韧脆转变特性。通过对比发现,Nb含量严重影响HAZ的贝氏体板条束和贝氏晶粒尺寸,具有较高Nb含量(w(Nb)=0.10%)的组织晶粒尺寸更加细小。研究结果表明,高的Nb含量显著改善了管线钢焊接接头HAZ的冲击韧性和硬度性能。     

QK17-2油田注N2-WAG提高采收率可行性实验研究

气水交替驱(WAG)是增加油田水驱后的波及体积和减弱气驱过程因油气黏度差异而产生的气体指进现象的有效方法。QK17-2油田为注水开发油田,目前油田综合含水率已超过80%,已经进入开发中后期的高含水时期。针对QK17-2油田水驱后面临高含水、产油量下降的问题,通过地层流体相态实验、注N2膨胀实验、细管实验、长岩心驱替实验,研究注水后再注N2-WAG可进一步提高采收率的可行性。结果表明,单纯注N2效果不佳,注N2-WAG采收率较单纯水驱采收率提高4.46%~6.24%,而长岩心驱替在带倾角条件下注N2-WAG采收率较单纯水驱提高11%~12.58%,可见由油藏高点注N2-WAG采收率将有明显提高。     

N80钢C-N-O-S共渗层组织和耐蚀性研究

采用低温气体多元共渗技术在N80钢表面获得了C-N-O-S共渗层;采用XRD测试了共渗层的相组成;利用SEM、EDX观察了渗层形貌、厚度及共渗元素的分布;在含饱和CO2的模拟油田介质中测试了共渗层的极化曲线与渗层的腐蚀速率。试验结果表明,渗层厚约50μm,主相为高电位的Fe4N、FeS,并在表面层含有Fe2O3和Fe3O4,氮化物按纵-横-纵的方式分布,C-N-O-S共渗层自腐蚀电位正移300 mV,在120℃腐蚀失重从空白试样的2.11 g/(m2.h)下降为0.62 g/(m2.h)。     

二烷基二硫代氨基甲酸钼作为润滑油添加剂的性能研究

制备了不含磷有机钼化合物--二烷基二硫代氨基甲酸钼(N1),并确定了其分子结构和元素含量。考察了N1的热稳定性能及作为润滑油添加剂对400SN基础油抗氧化性能的影响;对比了N1与国外2种二烷基二硫代氨基甲酸钼(N2、N3)产品在基础油中的摩擦学性能差异,并结合扫描电子显微镜及能量色散X射线分析表征推测了N1的润滑作用机理。结果表明,N1具有优良的热稳定性能,添加质量分数为10%时,能显著提高400SN基础油的抗氧化性能;相同实验条件下, 与N2、N3相比 ,N1表现出更好的摩擦学性能。由于润滑过程中,N1发生摩擦化学反应,在摩擦表面形成了含Mo、S元素的化学反应膜,从而减小了摩擦和磨损。     

黑化及加TiC粉对铝合金焊接成形影响的对比研究

为了提高铝合金对激光的吸收率,改善焊缝表面成形,对3 mm厚的2A14铝合金黑化或加粉后进行激光TIG复合焊接试验。黑化采用的是对激光具有较高吸收率的碳素墨汁,加粉是添加适量Ti C粉末,并分别将两者涂覆于工件表面,然后施焊。对比研究了黑化处理和加粉处理对焊缝成形质量、显微组织以及显微硬度的影响。结果表明,黑化处理后激光吸收率的提高效果优于加粉处理。     

Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响

在304L不锈钢表面采用激光熔覆法制备了Fe50-xMn30Co10Cr10Nbx（x=0, 5）高熵合金熔覆层,通过添加Nb元素和不添加Nb元素进行对比试验,研究Nb元素对于熔覆层组织和性能的影响。研究表明,采用激光熔覆法制备的高熵合金熔覆层顶部为细小的等轴晶,而靠近基体部分则为柱状晶;Nb元素的加入能够促进Laves相产生,提高了高熵合金熔覆层的硬度和耐磨性,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层的硬度最高可达357.6HV0.05,约为Fe50Mn30Co10Cr10熔覆层最大硬度的1.2倍,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层磨损失重相比Fe50Mn30Co10Cr10减少约27%。研究结果可为提高304L不锈钢表面性能提供一定的试验依据。     

自保护药芯焊丝中Cr含量对钢管焊缝冲击性能及组织的影响

从自保护药芯焊丝合金元素角度出发,探究了自保护药芯焊丝半自动焊焊缝冲击性能不稳定的主要影响因素。采用两种不同Cr含量的自保护药芯焊丝对同一种钢板进行焊接,对获得的焊缝金属进行了夏比冲击性能检测和金相组织分析,探究了合金元素Cr对自保护药芯焊丝半自动焊焊缝组织及冲击性能的影响。分析结果表明:焊丝中Cr含量较高的焊缝冲击功离散性大,且焊缝中链状M/A含量高。     

原油组分对CO2最小混相压力的影响

为研究原油组分对CO2与原油最小混相压力的影响程度,在不同压力条件下开展两组细管驱油实验。结果表明,当原油中组分C5-C9和C10-C14含量降低,C15-C19、C20-C24和C25-C33含量增加时,CO2与原油最小混相压力升高至36 MPa,较第1组实验最小混相压力上升约5.88%。     

氮化条件对负载型氮化钴钼催化剂结构及氨分解活性的影响

采用等体积浸渍法结合程序升温还原技术制备了一系列碳纳米管负载的钴钼氮化物催化剂,考察了氮化空速、氮化气比例等制备条件对其催化性能的影响;结合XRD、BET、元素分析等表征手段,研究了催化剂的物化性能。研究结果表明：在XRD图谱中出现了Co3Mo3N的微弱衍射峰;元素分析结果表明催化剂结构中的确有N元素的引入;氮化空速、...