La和Ag对石油钻杆用Weldalite049铝锂合金热稳定性的影响

发布时间：2021-08-23 13:07

　　通过对添加微量La和Ag的Weldalite049铝合金挤压棒材采用T6峰时效处理,利用SEM、TEM及拉伸性能检测,研究稀土元素La和Ag的不同配比在热处理后以及不同的热暴露条件下对Weldalite049铝合金石油钻杆的显微组织和拉伸性能的影响。其目的是研究在满足力学要求的前提下,用少量稀土La替代价格较高Ag的方法。实验结果表明,含添加0.05%La以及0.2%Ag （质量分数）的Weldalite049合金经T6处理后其峰时效抗拉强度为619.2 MPa,经190℃,24 h的热暴露后,其力学性能小幅下降,抗拉强度下降了4.87%;添加0.1%La而无Ag的Weldalite049峰时效合金经175℃,60 h的热暴露后其抗拉强度为548.4 MPa,与热暴露前相比抗拉强度下降了5.98%,力学性能仍保持在一个较高的水平(σ_b≥530MPa、σ_0.2≥480MPa、δ≥7%)。 

【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020,49(09)北大核心EISCICSCD

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【部分图文】：

铸态合金组织SEM照片

由图3可以看出，在热处理前，挤压态的合金2和合金3的硬度明显高于合金1，这是由于La的添加在合金中形成第二相粒子的作用。经500℃,40 min固溶处理，并立即在室温下淬火，随后在160℃下进行时效。当时效为24 h时，3种合金硬度均达到峰值(表3)，合金1、合金2和合金3的硬度分别为1866,1842和1777 MPa。由于高温下，合金中的合金元素通过原子扩散逐步固溶到基体α-Al中形成过饱和固溶体，这种过饱和固溶体在随后的时效过程中在晶内以及晶界析出，形成细小的针状T1相和θ"相，起到时效硬化的作用[13]，表现为合金的硬度大幅度提高。图3 合金在不同热处理状态的硬度

图2 3种合金挤压态组织的DSC曲线图4为3种合金在不同热处理状态下的拉伸性能。经过固溶处理，合金拉伸强度明显上升，3种合金强度相差不大，此时合金2的强度略高。时效处理后，随着时效时间的延长，3种合金强度先增后减。3种合金的峰时效时间均出现在24 h。如表4所示，此时3种合金的在峰时效抗拉强度分别为635.6,619.2,591.9 MPa。合金1的峰时效强度最高，无Ag的合金3峰时效强度低于另外两种合金，但仍保持着较高强度水平。在时效过程中，过饱和固溶体发生脱溶现象，并在合金中由非平衡相向平衡相逐步转变，在时效24 h时，时效作用达到峰值，此时合金强度达到峰值。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of heat treatment on microstructures and properties of a novel Al-Zn-Mg-Cu alloy for oil drilling[J]. Yanjun Fu,Xiwu Li,Kai Wen,Shuhui Huang,Yang Dong,Mao Rao,Fubo Yang,Yugang Wang,Baiqing Xiong,Zhihui Li.  Progress in Natural Science:Materials International. 2019(02)



本文编号：3357926