关键词:
镁合金
铜
机械性能
微观组织
溶解速度
摘要:
可溶镁合金作为油气田增效开采中的桥塞和压裂球材料,需兼具良好的强度、塑性和较快的溶解速度,目前应用的可溶镁合金存在力学性能和溶解性能较差等不足。以Mg-6Al-1Zn-1.0Sn合金为基体,添加不同含量的Cu元素,通过铸造、挤压法制备了Mg-6Al-1Zn-1.0Sn-x Cu(x=0.5,1.5和2.5)合金。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)观察了Mg-6Al-1Zn-1.0Sn-x Cu(x=0.5,1.5和2.5)合金的显微组织和形貌;利用塔菲尔曲线、腐蚀失重、室温拉伸等检测技术,研究了添加元素Cu对Mg-6Al-1Zn-1.0Sn-x Cu(x=0.5,1.5和2.5)镁合金的溶解速度和力学性能的影响。结果表明,Cu元素的添加,形成了AlCuMg相,提高了合金凝固时的形核率,晶粒细化,改善了Mg-6Al-1Zn-1.0Sn-x Cu(x=0.5,1.5和2.5)溶解均匀性;随铜含量增加、固溶处理温度升高,Mg-6Al-1Zn-1.0Sn-x Cu(x=0.5,1.5和2.5)镁合金溶解速度增大、强度降低、延伸率增大。固溶温度为425℃+2 h、时效温度为180℃+24 h的Mg-6Al-1Zn-1.0Sn-0.5Cu合金抗拉强度为290 MPa,屈服强度为194 MPa,延伸率为14.0%,在60,90℃的3.5%(质量分数)KCl溶液中的溶解失重速度分别为28.65,32.52 mg/(h·cm^(2))。本研究为开发岩气开采可溶性镁合金材料提供了理论参考。