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李宏祥研究员&张济山教授等开发出一种新型MgGdYZnCuNi高强可溶镁合金

作者: 日期:2023-09-01 来源:
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近日,北京科技大学新金属材料国家重点实验室李宏祥研究员&张济山教授等研究者通过传统的铸造、挤压和时效处理制备出一种新型Mg-9.5Gd-2.7Y-0.9Zn-0.8Cu-0.4Ni (wt.%)高强可溶镁合金。该研究成果以“A novel Mg-Gd-Y-Zn-Cu-Ni alloy with excellent combination of strength and dissolution via peak-aging treatment”,发表在镁合金领域知名期刊《JournalofMagnesiumandAlloys》(中国卓越期刊领军期刊,IF="17.6,中科院一区,Top)上,并被精选为同期封面文章,同时入选高被引论文。 期刊公众号2023年8月29日推送了有关该论文的报道。

可溶镁合金主要应用于非常规油气资源的开采。非常规油气开采使用的水平井分段压裂技术已成为改造低渗透储层,提高油气产量的重要方法。其中可溶封堵工具可以在压裂作业完成后自行溶解,避免了钻磨等复杂操作和碎屑堵塞油道,从而提高采油效率,已引起业界的广泛关注。在过去十多年里,国内外研究人员已开发出一些高性能的可溶镁合金,但是力学强度和腐蚀性能始终无法实现良好的匹配,无法满足极端服役工况对可溶封堵工具用材的使用要求。因此,亟需开发一种满足特定应用工况的高强快速可溶镁合金。

为解决上述问题,通过晶粒细化、LPSO强化及由堆垛层错和β′引起的沉淀强化等多种强化方式叠加,同时以LPSO相与Mg基体间电位差所形成的微电偶促进腐蚀的发生,李宏祥研究员、张济山教授和其他合作者一起最终制备出一种抗拉强度457.6 MPa、抗压强度620.7 MPa、溶解速度43.7 mg·cm-2·h-1(93 ℃下3 wt.% KCl溶液中)的高强可溶镁合金,合金表现出优异的综合性能。作为压裂过程中封堵工具制造的一种优选材料,其规模化生产有望推动镁合金在非常规油气开采领域的应用进程。

该工作得到国家重点研发计划(No. 2021YFB3701100)和国家自然科学基金(No. 52171097, No. 51971020)的支持。

论文详见:https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.05.012

高被引链接:https://mp.weixin.qq.com/s/Ei7WMREvZMca7Lv13SdXjQ

JMA期刊公众号:https://mp.weixin.qq.com/s/OivxTmYCZ4148q-zjtX_UA