Ni基合金涂层对20CrMo抽油光杆疲劳性能及断裂影响分析

"该研究探讨了Ni基合金涂层对20CrMo抽油光杆的组织结构、表面应力、拉伸力学性能及疲劳性能的影响。通过热喷焊工艺在光杆表面制备了200μm厚的Ni基合金涂层，并通过多种测试设备进行分析。结果显示，涂层与基体形成冶金结合，产生压应力，回火处理可提高拉伸性能，而涂层的脆断问题可以通过高温回火得到改善。弯曲疲劳是导致涂层光杆疲劳失效的关键因素，且涂层的制备降低了光杆的疲劳性能，主要与涂层韧性、表面应力及对基体组织的影响相关。" 文章详细介绍了研究人员如何使用热喷焊技术在20CrMo抽油光杆表面上制备Ni基合金涂层，以此来改善其性能。Ni基合金涂层的厚度设定为200μm，目的是增强光杆的耐久性和抗疲劳能力。通过对涂层和基体的微观结构分析，发现涂层与20CrMo基体之间形成了冶金结合，这意味着涂层与基体材料之间有牢固的连接，同时涂层的引入在表面产生了压应力，这通常有利于提高材料的疲劳寿命。 进一步的研究发现，对重熔后的光杆表面进行回火处理能够改善其拉伸力学性能，这可能是由于回火可以调整材料的内部组织，使其更加均匀和强化。在拉拉疲劳试验中，观察到涂层后的20CrMo抽油光杆断裂面呈现齐平状，这表明涂层可能改变了断裂模式。通过高温回火处理，可以显著减少涂层的脆性断裂，从而提升涂层的疲劳性能。 然而，尽管涂层带来了这些益处，研究也指出，Ni基合金涂层的制备导致了20CrMo光杆的疲劳性能显著降低。这可能是由于涂层本身的韧性、涂层与基体间的界面应力，以及制备过程对基体组织的改变等因素共同作用的结果。特别是弯曲疲劳性能，被识别为影响涂层光杆疲劳失效的主要因素，这表明在设计和优化涂层工艺时，需要特别关注这一方面。 这项研究强调了Ni基合金涂层在改善抽油光杆性能方面的潜力，同时也揭示了在实际应用中需要解决的挑战，特别是在涂层材料的选择、处理工艺的优化以及对疲劳性能的影响等方面。这对于提升石油开采中抽油设备的可靠性和寿命具有重要的实践意义。