石油鉆桿用耐熱鋁合金的組織和性能研究.pdf

1、鋁合金鉆桿與傳統(tǒng)鋼鉆桿比較，具有比強(qiáng)度高、抗疲勞性能好、耐蝕等優(yōu)勢(shì)。隨著地?zé)峁I(yè)的發(fā)展，對(duì)提高鉆深以及鉆桿耐熱性的要求愈加強(qiáng)烈，Al-Cu-Mg系合金鉆桿極具潛力。
　　 通過(guò)硬度、拉伸測(cè)試、DSC、金相、TEM和SEM等分析手段，系統(tǒng)地研究了2D12、2A12合金的形變熱處理工藝對(duì)力學(xué)性能和組織熱穩(wěn)定性的影響，得出以下結(jié)論:
　　 預(yù)變形抑制原子團(tuán)簇的形成，極大地促進(jìn)S相的非平衡析出。大量彌散的S相阻礙滑移系的開動(dòng)，顯

2、著延遲合金進(jìn)入屈服階段。隨著溫度的提高，滑移系開動(dòng)所需能量降低，T6和T8合金的屈服強(qiáng)度差距縮小。經(jīng)過(guò)4％預(yù)變形后，160℃時(shí)效的2D12合金峰值抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別提高23MPa和138MPa;190℃時(shí)效則分別提高15MPa和152MPa。在150℃和200℃的高溫拉伸測(cè)試中，4％預(yù)變形使合金的屈服強(qiáng)度分別提高103MPa和66MPa。
　　 預(yù)變形使S相更加彌散細(xì)小，均勻性更好，不易粗化。同時(shí)，預(yù)變形引入的大量位錯(cuò)已誘導(dǎo)

3、溶質(zhì)更充分地析出，使析出相粗化所需的溶質(zhì)供給條件較難滿足，S相粗化不如T6合金中明顯。針對(duì)2D12合金，200℃熱暴露500h后，T8試樣保留85％的抗拉強(qiáng)度，T6試樣只保留了77％的抗拉強(qiáng)度。針對(duì)2A12合金，200℃熱暴露500h后，T8試樣保留77％的抗拉強(qiáng)度，T6試樣只保留了71％的抗拉強(qiáng)度。120℃熱暴露500h后2A12合金力學(xué)性能全面提升，160℃和200℃則導(dǎo)致性能降低。
　　 2A12合金棒材的軸向疲勞壽命隨應(yīng)

4、力水平的提高而降低。預(yù)變形處理提高合金350MPa應(yīng)力水平以下的疲勞壽命。在較高應(yīng)力水平如420MPa，T6和T8試樣的軸向疲勞壽命相近（105左右）。在較低應(yīng)力水平如280MPa，T8試樣的軸向疲勞壽命較高。在107應(yīng)力循環(huán)周次條件下，預(yù)變形試樣的疲勞強(qiáng)度約為280MPa，而無(wú)預(yù)變形試樣則約為220MPa。
　　 Al-4.2Cu-1.5Mg(wt.％)合金綜合力學(xué)性能較好，而Al-4.9Cu-1.8Mg(wt.％)合金則因高