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摘要Zr-2.5Nb合金是一种可代替钢材作为石油输送管道的新材料，具有比油套管用钢更优异的综合性能。然而其长期服役于高温高压的情况下，也会与石油中的微小水分子以及酸性物质发生反应，给石油的开采和运输带来了很大的安全隐患。本文试图通过包埋渗铝法在Zr-2.5Nb合金基体的表面制备锆铝金属间化合物涂层，提高Zr-2.5Nb基底合金的抗氧化性能。
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通过在马弗炉的渗铝实验发现，改变Al粉的含量、温度、催化剂的种类都可以控制生成的渗铝相。降低铝含量，能谱分析发现涂层中锆铝原子比随之增大；温度越低，渗层中产生锆铝相的种类越多，且会产生锆铝原子比较大的渗铝相；不同的催化剂也影响渗铝相的形成，用AlCl3作催化剂易生成富Al相，而用NaCl作催化剂易生成富Zr相。22428
关键词： Zr-2.5Nb合金 包埋渗铝 锆铝金属间化合物
毕业论文设计说明书（论文）英文摘要
Title Manufacture the Coating of ZrAl Intermetallic Compounds
Abstract
Zr-2.5Nb alloy is a kind of new materials can replace steel as the oil pipeline, compared with the oil casing steel, it has excellent property. However, the long-term service in high temperature and high pressure conditions , it also will react with small water molecules in petroleum and acid substances, bringing great hidden dangers of safety when the transportation of oil. This paper attempts to prepare Zr-Al intermetallic compound coating by embedding calorizing method on the surface of Zr-2.5Nb alloy matrix, improving the oxidation resistance of Zr-2.5Nb base alloy.
By a lot of experiments in the muffle furnace, the content change of Al powder type, temperature and catalyst can control the generation of aluminizing. To reduce the content of aluminum, energy spectrum analysis showed that zirconium aluminum coating in atomic ratio will increase. The lower the temperature, the more types of infiltration phase zirconium aluminum layer and zirconium aluminum atom ratio of the aluminizing will be more large. Different catalysts also affects the aluminizing phase formation, using AlCl3 as a catalyst to produce Al rich phase, using NaCl as the catalyst is easy to generate a Zr rich phase.
Keywords Entrapment aluminizing The reaction of zirconium water
Zr-Al intermetallic compounds
目 录
1. 引言 1
1．1课题的目的和意义 1
1.2锆合金和锆铌合金的腐蚀行为 2
1.3锆铝金属间化合物的腐蚀行为 9
1.4 包埋渗铝法 12
2．实验原料以及实验过程 13
2.1实验整体思路 13
2.2试验原料以及设备 13
2.3 实验过程及流程 15
3.结果与讨论 17
3.1 实验结果及其分析 17
3.2 不同变量对渗铝层成分的影响 18
结 论 21
致 谢 22
参考文献23
1. 引言
1．1课题的目的和意义
油套管用钢是石油钻探用重要钢材，在油气田的开发和生产过程中．随着石油资源的开采条件越来越苛刻，对油套管提出了更高的要求。而根据一些学者的研究发现，从前所用的油套管材料由于长时间在高温高压以及酸性气体的环境下，其使用寿命和抗氧化性能会大幅度地降低，使得油套管的使用寿命逐渐变短，而且随着这种使用安全性的降低，也给石油的开采和运输带来了很大的安全隐患[1][5]。
因此，寻找新型的油套管材料，以及提高其在高温高压下的耐腐蚀性能是当今社会研究的重点与热点。锆合金在300～400℃ 的高温高压环境下和蒸汽中有良好的耐蚀性能以及优异的力学性能，而且锆合金对于多种酸（如盐酸、硝酸、硫酸和醋酸）、碱和盐有比刚才更好的抗蚀性，根据锆合金在高温高压以及酸性环境下具有的优异性能，有学者提出，利用锆合金作为石油运输的钢管材料，提高石油管道在高温高压下的抗腐蚀性能[2-4]。
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