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材料科学与工程学报2025年第04期:Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能的对比

来源:期刊VIP网 时间:


作者:普恒;杨韬如;向敏;胡耀波;

单位:重庆大学材料科学与工程学院;国家镁合金材料工程技术研究中心;

摘要:可降解的压裂工具是目前石油钻井领域用工具的研究热点。在Mg合金中加入Fe能够与Mg基体形成电偶腐蚀,使合金具备高速率的可降解性能。添加较少稀土元素制备镁合金,可使合金具有较高的塑性,以增强其抗冲击的能力,从而适用于更复杂的石油钻井工况。基于此,制备了Mg-Gd-Fe合金和Mg-Gd-Cu合金,并对比研究了两种挤压态合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能。结果表明:Mg-Gd-Cu合金的屈服强度和抗拉强度均高于Mg-Gd-Fe合金,Mg-Gd-Cu合金强度较高可归因于第二相的体积分数较高、晶粒尺寸较细;Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金的断后伸长率分别为53.0%和23.3%,这是由于Cu元素削弱了稀土织构,且第二相的体积分数较高,从而降低了Mg-Gd-Cu合金的塑性;在25℃的3.0 mass%KCl溶液中,Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金均具有优异的降解性能,降解速率分别为380.9 mm/y和219.5 mm/y。

关键词:可溶合金;;高塑性;;力学性能;;腐蚀性能

基金资助:国家自然科学基金面上项目(52071037)