高韧性可溶镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性可溶镁合金及其制备方法，该高韧性可溶镁合金按质量百分比计，包含以下组分：0.4％～8％的Bi元素，0.4％～2％的Mn元素，0.2％～2％的X元素，余量为Mg元素；X元素为Ni元素、Co元素和Sr元素中的至少一种；高韧性可溶镁合金的晶粒内部包含MgBi析出相、Mn析出相和MgX析出相，晶界偏聚Bi溶质原子。本发明专利技术的高韧性可溶镁合金，利用元素偏聚与多种析出相共同韧化镁合金，并通过不同元素间的协同作用促进镁合金在水中的溶解与膨胀，进而实现镁合金在压裂球与封隔器中的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有色金属材料及加工，具体涉及一种高韧性可溶镁合金及其制备方法。

技术介绍

1、镁合金的耐腐蚀性差，易在nacl和kcl等溶液中溶解生成mgcl2和mg(oh)2，基于此特性，镁合金现已被陆续应用于石油钻井与提取等行业。例如，相比金属mg，mg(oh)2密度更低，由质量守恒可知mg(oh)2体积更大，覆盖在镁合金上使封隔器不断膨胀，最终达到密封的目的。但是，目前的油气井井下封隔器仍以橡胶等非金属材料为主，原因是现有镁制封隔器其成分含大量促进溶解的元素，如ni、co和sr等，使镁合金由韧性转变至脆性，极易在下井过程中发生提前压断或冲击断裂，无法实现逐步膨胀的目的。另外，现存商业镁合金如az31和zk60等，虽塑性较好，但强度较低，冲击韧性更无法与高稀土化镁合金及其他金属/合金相比，且商业镁合金与水反应极慢甚至溶解中断，无法通过溶解与膨胀实现封隔的作用，为钻井与密封等高压作业带来了困难。因此，如何解决现有镁合金作为封隔器时存在的韧性差、溶解易中断等难题，获得一种高韧性可溶镁合金，对于实现镁合金封隔器在工业领域的应用具有重要的意义。

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【技术保护点】

1.一种高韧性可溶镁合金，其特征在于，按质量百分比计，包含以下组分：0.4％～8％的Bi元素，0.4％～2％的Mn元素，0.2％～2％的X元素，余量为Mg元素；所述X元素为Ni元素、Co元素和Sr元素中的至少一种；所述高韧性可溶镁合金的晶粒内部包含MgBi析出相、Mn析出相和MgX析出相，所述高韧性可溶镁合金的晶界偏聚Bi溶质原子。

2.根据权利要求1所述的高韧性可溶镁合金，其特征在于，所述高韧性可溶镁合金的晶粒尺寸≤30μm。

3.根据权利要求2所述的高韧性可溶镁合金，其特征在于，所述高韧性可溶镁合金的晶粒尺寸≤20μm；所述高韧性可溶镁合金中晶粒尺寸≤15μm...

【技术特征摘要】

1.一种高韧性可溶镁合金，其特征在于，按质量百分比计，包含以下组分：0.4％～8％的bi元素，0.4％～2％的mn元素，0.2％～2％的x元素，余量为mg元素；所述x元素为ni元素、co元素和sr元素中的至少一种；所述高韧性可溶镁合金的晶粒内部包含mgbi析出相、mn析出相和mgx析出相，所述高韧性可溶镁合金的晶界偏聚bi溶质原子。

2.根据权利要求1所述的高韧性可溶镁合金，其特征在于，所述高韧性可溶镁合金的晶粒尺寸≤30μm。

3.根据权利要求2所述的高韧性可溶镁合金，其特征在于，所述高韧性可溶镁合金的晶粒尺寸≤20μm；所述高韧性可溶镁合金中晶粒尺寸≤15μm的晶粒的体积分数为70％～100％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的高韧性可溶镁合金，其特征在于，所述高韧性可溶镁合金还包含0.2％～1％的y元素，所述y元素为ca元素和ce元素中的至少一种；所述高韧性可溶镁合金的晶粒内部包含mgy析出相。

5.根据权利要求4所述的高韧性可溶镁合金，其特征在于，所述bi元素的含量≥x元素的总含量，所述bi元素的含量≥y元素的总含量，所述mn元素的含量≥y元...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍庆欢，宋慧琴，席淳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：