接生产应用
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稀土元素对油管激光合金化层组织及性能影响
孙小磊韩彬?
(1.海洋石油工程股份有限公司，山东青岛266520；2.中国石油大学（华东）机电工程学院，山东青岛266580）摘要在N80油管表面预置Ni-Cr-Ti-B,C-La,O，合金粉末，通过激光处理获得与基体冶金结合良好的合金化硬度计对合金化层的组织及显微硬度进行测试分析，利用电化学测试系统测试合金化层的动电位极化曲线。结果表明，La,O，添加量影响N80油管表面激光合金化层原位生成TiB,TiC相的尺寸及分布、硬度及耐蚀性。当La,O, 的加人量为0.5%时，激光合金化层中TiB,，TiC增强相细小且分布均匀，硬度最高，耐蚀性得到改善。
关键词：N8O油管
激光合金化
中图分类号：TG47
0序
言
显微组织
显微硬度耐蚀性
化合物等强化相制造高性能复合材料[3-4]，但目前激光合金化在N80油管方面的应用研究报道较少[5)。稀
目前，中国许多油田已进入中后期开采阶段，油管的腐蚀与管杆偏磨问题日益加剧1-2)，已严重影响油田的正常生产，造成重大经济损失。针对油管腐蚀问题.国内外油管的防腐蚀方法主要有注人缓蚀剂、使用耐蚀合金管材、阴极保护、使用防腐蚀涂层管材，但存在通用性差、成本过高、易老化等问题。针对管杆偏磨问题，有相当部分的解决措施为机械方式.例如扶正器等，但无法从根本上解决此间题，
激光合金化是在高能量激光束的照射下，使基体材料表面一薄层与根据需要加人的合金元素相互作用，以达到表面改性的目的。目前，通过这种方法在基体中加人或合成碳化物，硼化物，氮化物和其它金属间
土作为活性元素，在焊接生产领域及激光表面改性领域早有应用，研究表明稀土可起到细化晶粒、净化焊缝的作用(6]。因此，文中采用激光合金化方法对N80油管的内壁进行改性，研究稀土元素含量对油管合金化涂层的影响，以期进一步改善油管的耐腐蚀性能以及减弱或防止管杆偏磨，具有重要的理论和实际意义。
试验方法与材料
试验用N80油管的化学成分见表1。所用合金粉末为Ni,Cr,Ti,B,C,La,O,,其中Ni,Cr,Ti的粒度为2.05 mm，B,C石墨的粒度为2.81mm，纯度大于99%。合金粉末配比见表2,其中Ti与B,C配比为摩尔比3:1。
表1N80油管钢的化学成分（质量分数，%）
c 0.315
成分配比1 配比2 配比3 配比4
IS 0.318
Ni 50.00 49.75 49.50 49.00
收稿日期：2017-02-13
64
2017年第4期万方数据
Mn 1.518
Cr 0.067
Ni 0.033
Mo 0.024
表2
合金粉末的化学成分（质量分数，%）
Cr 20.0 19.9 19.8 19.6
Ti 8.35 8.31 8.27 8.19
B,c 21.65 21.54 21.43 21.21
La,o, 0 0.5 1.0 2.0
V 0. 127
Fe 余量
Na,Sio, ·9H,0 0.01~0.1 0.01 ~0.1 0.01~0.1 0.01~0.1
用砂纸将N80油管表面锈迹除去，并用丙酮清洗后干燥备用。采用粉末预置法进行铺粉，预置粉末厚