匙孔效应对激光熔覆层横截面几何形貌的影响研究

目的 研究匙孔效应在不同激光功率、扫描速度和送粉速率工艺参数下,对熔覆层横截面形貌的影响规律,并揭示匙孔对基体的作用机制。方法 利用光束模式为高斯光束分布的YLS-3000光纤激光器进行熔覆镍基高温合金Ni35实验。利用光学显微镜（OM）采集熔覆层横截面宏观形貌,并用金相分析软件以及计算机辅助绘图软件对熔覆横截面参数进行测量。结果 随激光功率的增加,匙孔深度增加;随送粉速率和激光扫描速度的增加,匙孔深度减小。随送粉速率的增加和激光功率的减小,熔覆层横截面左右垂直段高度值（H2和H4）减小;随扫描速度的增加,H2和H4先增加再减小。在激光熔覆过程中,当基体没有形成匙孔时,H2和H4的值为零,熔覆层与基体混合区域的横截面形貌为月牙形;当在基体中形成匙孔时,H2和H4的值大于零,熔覆层与基体混合区域的横截面形貌为蘑菇形。结论 在激光熔覆过程中,不同激光功率、扫描速度和送粉速率工艺参数对匙孔的影响机制不同。匙孔效应的强弱显著影响熔覆层横截面参数H2和H4的大小,进而影响熔覆层形貌。     

高功率密度激光重熔镁合金的非均匀性机理研究

采用额定功率为3 kW的Nd:YAG固体激光器,开展镁合金激光重熔试验,通过金相显微镜(TK-C1031EC)、扫描电镜、X射线衍射(XRD)和维氏显微硬度计表征试样的组织、物相和硬度。结果表明:由于激光重熔镁合金存在匙孔现象,试样横截面形貌为短螺栓形;在高能量密度激光重熔下,熔凝过程中的预热作用、熔凝层的热传导等综合影响,使能量累积达到了镁合金熔凝的临界能量,沿激光扫描方向,镁合金的熔深逐渐增加;激光熔凝区域的晶粒细化;在热影响区温度介于α-Mg相及β相时,该区域观察到局部熔化现象,且热影响区Mn-Al相变细小;沿激光扫描方向展现出很好的预热作用,熔池内温度呈增加的趋势,沿扫描方向硬度呈逐渐下降的趋势。     

扫描速度对激光熔覆Ni35微观组织与力学特性的影响

采用YLS-3000光纤激光器进行激光熔覆镍基高温合金Ni35实验,研究了激光扫描速度对熔覆层表面形貌、横截面宏观形貌、微观组织和力学特性的影响。结果表明:当扫描速度小于等于3 mm/s,熔覆层表面平滑光洁;当扫描速度大于等于5 mm/s,熔覆层形貌由光滑向鱼鳞状转变,表面平整度降低;扫描速度的变化不改变组织形态,改变晶粒的大小;熔覆层从底部到顶部,组织形态由平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴树枝晶组成;当扫描速度为7、9 mm/s时,熔覆层表面和横截面均产生纵向的裂纹,横截面组织中裂纹具有典型的裂纹沿晶、裂纹偏转、裂纹分叉和裂纹止裂现象;不同扫描速度下熔覆层的显微硬度均高于基体的。     

气体流量对铝合金表面等离子喷涂8YSZ热防护涂层微观特性及力学性能影响研究

为了突破铝合金表面等离子喷涂热防护涂层结合强度低的技术瓶颈,采用三阴极等离子喷涂系统,在7A04-T6超高强铝合金基材表面制备了8YSZ热防护涂层,借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及万能力学试验机,分析表征了不同气体流量参数对涂层显微形貌、物相组成、显微硬度及结合强度的影响,并提出了气体流量参数对涂层结合强度影响的临界值。研究结果表明：不同的气体流量参数下制备的涂层上表面均存在着熔融及半熔融的粉末粒子形貌、不同尺寸的孔隙结构及不同程度的裂纹扩展形貌。伴随着气体流量的增加,涂层的致密度增加,涂层的夯实形貌则呈现先增加后减少的变化趋势。不同气体流量参数下制备的涂层的物相结构与喂料粉末基本一致,都仅存在单一成分的Zr0.92Y0.08O1.96组元。伴随着气体流量参数的增大,涂层的平均显微硬度呈现逐渐增大的变化趋势,涂层的平均结合强度呈现先增大后减小的变化趋势。     

渤海L油田注水井欠注原因及对策分析

渤海L油田部分注水井投注后表现出注入压力快速升高、注入困难的情况,注水量无法满足油藏配注量。为此对L油田注水井欠注原因进行分析,通过岩心驱替实验评价储层岩石敏感性、钻完井液损害以及注入水对储层伤害,采用静态配伍性实验评价注入水与地层水之间的配伍性。结果显示储层具有强速敏损害,而部分注水井在投注初期注入量即远远超过了速敏损害临界注入量,造成了不可逆的微粒运移伤害。钻完井顺序工作液对岩心渗透率损害率可达35.5%～48.2%,单一注入水对岩心渗透率损害率达31%～35.2%,钻井液固相侵入和注水水质长期超标造成的储层损害是L油田注水井普遍注入能力较差的关键原因。建议L油田新井返排后投注或在投注初期进行酸化减弱钻井液损害,初期注入量应控制在速敏临界流量之下,逐级提高注入量避免发生微粒运移伤害,同时加强注入水悬浮物含量、含油量以及硫酸盐还原菌等关键指标的控制。     

三种双子季铵盐缓蚀剂对钢片在气田采出水中缓蚀行为的影响

为获得缓蚀性能优良的双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂,以3种不同的胺类化合物与环氧氯丙烷和硫脲为原料,合成了3种双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂(甲硝唑双子季铵盐G1、不对称咪唑啉季铵盐G2和双咪唑啉季铵盐G3),采用化学浸泡失重法、电化学极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)技术研究了3种缓蚀剂对X52钢在某气井采出水(矿化度34330 mg/L)介质中的缓蚀行为,考察了缓蚀剂浓度对缓蚀效率的影响,分析了双子季铵盐缓蚀剂作用机理。结果表明,缓蚀剂G1和G2为非对称结构,缓蚀剂G3为对称结构。3种缓蚀剂均表现出优异的缓蚀性能。在76℃下,随着3种缓蚀剂浓度的增加,X52钢的腐蚀速率显著降低,缓蚀效率增加。3种缓蚀剂缓蚀能力从强到弱的顺序为G3G2G1。3种缓蚀剂在X52钢表面的吸附缓蚀作用均满足Langmuir等温吸附曲线,吸附作用为物理吸附和化学吸附协同作用的混合型吸附模式。3种双子季铵盐缓蚀剂均为阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,其在X52钢表面的成膜作用对双电层的影响较大。由于3种缓蚀剂分子结构及对称性的差异,影响了吸附过程中X52钢表面的覆盖度,导致了三者成膜行为和缓蚀性能的不同。图12表2参23