水力壓裂是目前非常規開采油氣田廣泛采用的工藝[1~7]
這種工藝向油管泵入高壓液體(～70 MPa)使巖層產生裂縫以改善油氣的流動性，從而提高單井的油氣產量
在壓裂過程中，需采用坐封工具(壓裂球和橋塞)封堵不同作業段的管柱
壓裂結束后壓裂球將隨液體返排回地面，而橋塞則用機械鉆銑清除并用液體返排鉆銑屑
用普通合金制成的壓裂球返排困難，而普通合金橋塞因井下條件的限制難以清除，使施工周期延長和成本提高
因此，人們用可溶壓裂工具代替傳統不可溶工具
可溶金屬材料，主要有可溶鋁合金和可溶鎂合金[8~11]
可溶鋁合金比可溶鎂合金的硬度大，承壓能力強，適合用于制備壓裂球
可溶鋁合金中的低熔點金屬成分對鋁表面氧化膜的破壞使鋁與水反應而不斷溶解
因為分布在鋁晶粒表面上界面的低熔點相的熔點與合金中低熔點金屬的含量有關，改變合金中低熔點金屬的含量可調節合金的溶解速率
鎂是強化鋁合金的重要元素，對含鎂鋁合金熱處理可進一步強化鋁合金
Park等[12]的研究發現，固溶和時效處理的Al-4.01Mg-4.17Ga-0.34In-0.43M(M=Mn、Ti、Bi、Sn、Fe、Si，質量分數, %)合金的維氏硬度可達152HV，比鑄態合金的硬度提高了約50%
除了強化作用，鎂對合金的溶解也有一定的抑制，因為Al-Mg-Ga-In-Sn合金中的Mg與Ga、In、Sn生成了多種晶界相[13, 14]
當合金與水接觸時，低熔點金屬不斷從這些相中析出并使合金溶解
合金的溶解與Ga、In、Sn從晶界相中析出及晶界處Ga-In、Ga-In-Sn相的形成，有密切的關系[14]
Al-Mg-Ga-In-Sn合金中的低熔點相，除了Mg2Sn(熔點561℃)，還有Mg與Ga、In生成的化合物(Mg5Ga2和MgIn，其熔點分別為423℃和338℃)，其熔點均低于500℃
如果對Al-Mg-Ga-In-Sn合金進行500℃固溶處理以使Mg與Ga、In形成的晶界相熔化，合金中鋁晶粒和晶界相的成分、形態等必將發生變化
本文制備不同鎂含量的Al-Mg-Ga-In-Sn合金并對合金進行固溶和時效熱處理，分析合金樣品的顯微結構、觀察合金腐蝕表面和反應產物的形貌和測試合金表面電勢以及在不同水溫下合金的鋁水反應，研究熱處理對Al-Mg-Ga-In-Sn的微觀結構和合金鋁水反應的影響
1 實驗方法
用常壓鑄造制備4組Al-M
聲明：
“熱處理對Al-Mg-Ga-In-Sn合金微觀結構和鋁水反應的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：杜邦登,劉軍,王曉婉,汪偉,陳德敏
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2025年07月09日 ~ 11日 
