籠套硬質(zhì)合金沖蝕磨損機(jī)理研究

鄭永建，曾 桃，蔣繼葦，王勝軍

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524000；2.西南石油大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，四川 成都 610500；3.中國(guó)石油塔里木油田公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

籠套硬質(zhì)合金沖蝕磨損機(jī)理研究

鄭永建1，曾 桃1，蔣繼葦2，王勝軍3

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524000；2.西南石油大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，四川 成都 610500；3.中國(guó)石油塔里木油田公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000）

通過對(duì)某氣田中使用的三種進(jìn)口籠套的材料及微觀組織結(jié)構(gòu)分析和沖蝕形貌分析，研究了硬質(zhì)合金材料的沖蝕磨損機(jī)理。研究結(jié)果表明：三種材料在微觀組織結(jié)構(gòu)上的晶粒度均勻性和致密度存在差異，導(dǎo)致材料的機(jī)械性能及磨損性能差別較大；籠套硬質(zhì)合金的沖蝕磨損形式主要為局部裂紋與裂紋剝落，粘結(jié)相Co的脫落導(dǎo)致WC顆粒產(chǎn)生裂紋后斷裂并脫落，以及WC氧化導(dǎo)致的氧化磨損。通過濕磨損試驗(yàn)對(duì)比分析了三種材料的耐磨損性能，試驗(yàn)結(jié)果符合實(shí)際工況磨損，證明了試驗(yàn)的合理性。

硬質(zhì)合金；沖蝕磨損；微觀形貌；磨損試驗(yàn)；籠套材料；氣田

0 引言

硬質(zhì)合金材料具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，如高硬度、高耐磨性、高彈性模量和耐腐蝕性，因而被廣泛應(yīng)用于金屬切削、采礦、石油和天然氣開采，耐磨零件制造等領(lǐng)域[1]。高壓天然氣井口籠套式節(jié)流閥的核心部件，籠套（或稱“油嘴”）的首選制造材料便是硬質(zhì)合金。在天然氣開采過程中，籠套所處的工作環(huán)境極其惡劣，長(zhǎng)期受到高速天然氣的沖刷和氣體攜帶的固體雜質(zhì)顆粒沖擊,造成籠套表面的沖蝕磨損，導(dǎo)致閥門開度調(diào)節(jié)失靈，并引發(fā)籠套過早失效而影響氣田的正常生產(chǎn)。

硬質(zhì)合金的微觀結(jié)構(gòu)決定了材料的綜合性能。一般來(lái)說(shuō)，合金的硬度和強(qiáng)度會(huì)隨著硬質(zhì)相晶粒度的粘結(jié)相[2]含量的減小而增加，韌性則相反，隨著晶粒度和粘結(jié)相含量的增加而增加[2]。硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性呈正相關(guān)，但又不能完全確定材料的耐磨性，良好的耐磨性取決于材料硬度與韌性的最佳配合[3]。研究通過對(duì)某氣田中使用的三種進(jìn)口籠套的材料及微觀組織結(jié)構(gòu)分析和沖蝕形貌分析兩方面，研究了硬質(zhì)合金材料的沖蝕磨損機(jī)理，并進(jìn)行了磨損試驗(yàn)對(duì)比分析了三種材料的耐磨損性能，為氣田的籠套選材提供了參考方向。

1 籠套基體材料及微觀組織結(jié)構(gòu)分析

1.1 損傷籠套宏觀外貌

圖1為籠套式節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖，其工作原理是通過改變柱塞和籠套的配合長(zhǎng)度來(lái)改變氣體的流通面積，進(jìn)而改變氣體的流動(dòng)壓力和速度，達(dá)到節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)流量的目的。

圖1 籠套式節(jié)流閥結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of corbula type throttle valve

從氣田采集到的節(jié)流閥失效籠套有三種且分別來(lái)自三個(gè)國(guó)外的不同廠家，從左至右分別編號(hào)為A、B、C，如圖2所示。三種籠套皆來(lái)自同一氣田的三口氣井，且三口氣井屬于同一產(chǎn)氣地層，故天然氣中攜帶的固體顆粒的成分和砂樣粒徑相似，表1列出了該地層的采氣砂樣粒徑分布，從表1中可以看出，氣田的砂樣粒徑絕大多數(shù)都低于182 μm。圖3則是對(duì)該氣田采氣砂樣成分的能譜分析結(jié)果，從圖3中可以看出，雜質(zhì)元素最多的三種分別是碳、氧和硅元素，其余金屬雜質(zhì)所占比例較低。該氣田采用的是兩級(jí)節(jié)流模式，根據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二級(jí)節(jié)流處的籠套損壞程度遠(yuǎn)大于第一級(jí)節(jié)流處，因此為了清晰對(duì)比三種損壞的籠套的沖蝕磨損機(jī)理，三種籠套均取自二級(jí)節(jié)流閥處。對(duì)失效籠套的宏觀特征分析發(fā)現(xiàn)，三種籠套在受沖蝕部位和磨損嚴(yán)重程度上有明顯區(qū)別，但是從磨損失效形式上看，三者基本相同。主要磨損形式呈現(xiàn)出材料受天然氣氣流沖擊后，籠套材料被嚴(yán)重沖刷，出現(xiàn)表面剝落，溝槽等特征。從總體受損程度上看，C損傷最嚴(yán)重，圓孔周邊急劇磨損，數(shù)排節(jié)流孔之間的柱表面甚至已經(jīng)脫落，導(dǎo)致籠套完全失去調(diào)節(jié)流量的能力；A的損傷與C類似，損傷部位主要為籠套外表面和第一排孔，程度稍輕；B損傷部位主要為籠套外表面和第一排孔，損傷程度最輕。

圖2 三種節(jié)流閥籠套失效的宏觀特征Fig.2 Macro failure characteristics of three kinds of throttle valves

表1 氣田砂樣粒徑分布Tab.1 Sand sample size distribution of gas field

1.2 基體材料性能

在三個(gè)不同的節(jié)流閥籠套未被沖刷部位切割出試樣，然后進(jìn)行基體機(jī)械性能（表2）、微觀組織和化學(xué)成分以及相結(jié)構(gòu)的分析，了解所用材料的基本特性。

表2 籠套材料機(jī)械性能Tab.2 Mechanical properties of corbula materials

圖3 采氣砂樣成分能譜分析Fig.3 Energy spectrum analysis of gas sample composition

1.3 材料化學(xué)成分

對(duì)三種籠套試樣的基體組織進(jìn)行了X射線衍射和能譜分析，如圖4所示，分析結(jié)果表明：衍射圖譜中主要存在WC相的衍射峰，還存在少量的Co?？梢哉J(rèn)為三種籠套所用的材料相同，均為WC-Co系硬質(zhì)合金，即材料的硬質(zhì)相為WC（為材料提供硬度），粘接相為Co（為材料提供韌性和抗彎強(qiáng)度）。

三種籠套中A只含有W、C和Co，其中的W和C形成WC，Co分布在晶界處作為黏結(jié)劑，存在于WC顆粒的界面和間隙中，為WC顆粒的連接起支撐作用。B籠套中存在Ni和少量的Cr。Ni和Co分布在晶界處作為黏結(jié)劑。Ni和Co的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一共可達(dá)到12.97%，是A中Co含量的3.45倍。Ni的存在可以提高硬質(zhì)合金的韌性。此外，Ni也可使低碳含量的相區(qū)迅速擴(kuò)大，降低了合金相組成對(duì)碳含量的敏感度，在實(shí)際生產(chǎn)中較容易控制合金的相組成，避免可能導(dǎo)致合金性能惡化的相生成，并且有利于提高燒結(jié)材料的致密度[4]。C籠套中也只含有W、C和Co三種元素，三者粘結(jié)相的總含量B＞C＞A。

圖4 籠套基體X射線衍射和能譜分析Fig.4 Corbula matrix X-ray diffraction and energy spectrum analysis

1.4 材料微觀組織結(jié)構(gòu)

三種節(jié)流閥籠套基體材料的金相可見圖5，由圖5可知，A和B籠套的合金晶粒組織較細(xì)，沒有明顯孔隙，致密度良好。C籠套所用材料的金相組織中存在較多的孔洞（圖5（c）中的黑色部位），表明材料組織的致密度較差。在材料的使用過程中，在孔隙處易產(chǎn)生應(yīng)力集中和裂紋萌生，降低了材料的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性[5]。

圖5 三種節(jié)流閥籠套基體材料的金相組織Fig.5 Metallographicstructureofthreekindsofthrottlematrixmaterials

圖6 ～圖8分別為三種籠套基體微觀組織1 500～10 000倍的掃描電鏡（SEM）圖片，從圖中可以看出，A籠套微觀組織的晶體呈多邊形的塊狀，局部位置存在尺寸較大的塊狀晶體組織和長(zhǎng)條型組織，表明該材料所用的晶體粒度不夠均勻，在硬質(zhì)合金燒結(jié)過程中生成了大小和尺寸不均勻的晶體組織。B籠套基體材料和A基本相同，晶體形狀呈多邊形，但尺寸分布較A更加均勻，致密度良好，無(wú)孔隙和其他缺陷組織。C籠套組織中存在較多的孔洞，如圖7中箭頭所指部位，部分區(qū)域內(nèi)的孔洞尺寸較大，這表明與前兩者相比，C籠套組織的致密度較差，更容易產(chǎn)生應(yīng)力集中和裂紋。晶體形狀多為條狀，尺寸在三者中最大，形狀也不夠規(guī)整，微觀結(jié)構(gòu)直接影響硬質(zhì)合金的機(jī)械性能，這些因素會(huì)降低C材料的硬度和耐磨性[6]，從表1中也可看出C材料的硬度在三者中最低。

圖6 A籠套微觀組織的SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM photos for Corbula A microstructure

圖7 B籠套微觀組織的SEM照片F(xiàn)ig.7 SEM photos for Corbula B microstructure

圖8 C籠套微觀組織的SEM照片F(xiàn)ig.8 SEM photos for Corbula C microstructure

2 籠套沖蝕磨損機(jī)理分析

在三種籠套沖刷最嚴(yán)重的部位，通過掃描電鏡進(jìn)行沖蝕磨損形貌特征觀察和分析，通過能譜分析對(duì)沖蝕前后材料的化學(xué)成分改變進(jìn)行分析與對(duì)比，可以了解到?jīng)_蝕磨損過程中的一些特殊現(xiàn)象，是快速找出籠套材料沖蝕磨損失效原因的有效方法。由于在相同工況下天然氣對(duì)于籠套的沖蝕機(jī)理相同，生成的產(chǎn)物也基本類似，因此只列出A籠套的兩處沖蝕部位進(jìn)行分析。

2.1 沖蝕部位1微觀形貌和化學(xué)成分

圖9為A籠套表面被天然氣沖刷后破壞部位上進(jìn)行形貌特征分析位置的表示圖。試驗(yàn)觀察分析了圖中所標(biāo)記的1，2處的沖刷破壞面的形貌特征。

由圖10中可以看出，A籠套表面以及節(jié)流孔附近均有清晰的、被沖刷的流線特征，流線分別有直線型和渦旋形，并且存在沖刷過程中形成的深溝。通過進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，溝內(nèi)出現(xiàn)局部裂紋和斷裂特征。斷裂的小塊可發(fā)生脫落形成坑，見圖中的500倍放大圖方框部位。對(duì)方框部位進(jìn)行放大2 000倍觀察發(fā)現(xiàn)，已產(chǎn)生的裂紋和剝落的產(chǎn)物存在于表面層，且表面較平滑，與其周圍其他部位差別明顯。溝內(nèi)出現(xiàn)局部裂紋和斷裂特征表明表面材料在沖蝕過程中有材料疲勞現(xiàn)象產(chǎn)生，顯然是由材料受到天然氣的不斷沖擊而導(dǎo)致產(chǎn)生[7]。

圖9 A籠套沖蝕表面觀察部位Fig.9 Surface observation site for Corbula A erosion

圖10 A籠套部位1沖刷表面形貌SEM圖片F(xiàn)ig.10 SEM image of part 1 for A corbula

圖11 A籠套部位1附近區(qū)域材料能譜分析Fig.11 Energy spectrum analysis of the part 1 of A corbula

圖11 為A籠套部位1附近區(qū)域材料能譜分析結(jié)果，除了 W、C、Ni、Co 外，還出現(xiàn)了較多的 O、Cr、K、Fe和S元素，結(jié)合圖3種采氣砂樣的能譜分析可知，這些多半是天然氣開采中從井下帶出的雜質(zhì)。此處Co和W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯低于基體材料，說(shuō)明材料在沖蝕過程中表面的WC和Co元素發(fā)生了磨損與脫落。Co作為硬質(zhì)合金的弱相黏結(jié)劑，在天然氣沖刷作用下首先脫離材料表層，依附在Co周圍的WC由于失去了黏結(jié)劑的連接作用而失去支撐，WC顆粒之間的連接強(qiáng)度急劇降低。隨著天然氣的持續(xù)沖擊作用，WC晶體顆粒脫離材料表面，此外，W元素的減少和O元素的出現(xiàn)表明材料表面發(fā)生了氧化反應(yīng)，使WC表面發(fā)生氧化并生成氧化膜，氧化膜強(qiáng)度和硬度較低，受沖擊后易產(chǎn)生裂紋并脫離材料表面，裸露的基體組織繼續(xù)被持續(xù)氧化，周而復(fù)始形成氧化磨損[8]。

2.2 沖蝕部位2微觀形貌和化學(xué)成分

圖12和13分別是圖8中部位2的SEM形貌以及6000倍放大圖裂紋處的能譜分析結(jié)果，從圖12（a）圖中可以看出此處沖刷形貌有明顯的流線特征，并且在沖刷后形成的宏觀深溝，圖12（b）中發(fā)現(xiàn)較多大小不一的孔洞。對(duì)孔洞繼續(xù)放大觀察，在圖12（c）、（d）中材料表面出現(xiàn)較多無(wú)規(guī)則延伸的裂紋。結(jié)合能譜分析中Co和W元素的減少可得知裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的原因和機(jī)理：較軟的粘結(jié)相Co在沖刷和摩擦的作用下發(fā)生塑性變形和微磨粒磨損，在表層的Co元素從WC晶粒間被擠出。Co作為粘結(jié)相為材料提供韌性，伴隨著粘結(jié)相的表面流失而導(dǎo)致硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力降低，表面完整性也受到破壞，WC晶粒形成的骨架變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致在晶界上易產(chǎn)生裂紋，從而使得部分顆粒從基體表面拔出[9]。

圖12 A籠套部位2沖刷表面形貌SEM圖片F(xiàn)ig.12 SEM image of the part 2 of A corbula

圖13 A籠套部位2裂紋處能譜分析Fig.13 Energy spectrum analysis of cracks of A corbula at part 2

通過對(duì)A籠套兩處沖蝕部位的SEM形貌分析和能譜分析可知，硬質(zhì)合金在沖蝕過程中產(chǎn)生的材料破壞主要有三種形式。

（1）長(zhǎng)期沖刷使材料產(chǎn)生疲勞導(dǎo)致的局部裂紋與裂紋剝落。

（2）粘結(jié)相Co的脫落使WC顆粒突起，失去支撐而脫落；另一方面使WC顆粒表面沖刷磨損、產(chǎn)生裂紋，最后斷裂并脫落。粘結(jié)相的脫落而導(dǎo)致WC顆粒脫落是表面材料損失的主要原因[10]。

（3）WC的氧化形成軟質(zhì)氧化膜并導(dǎo)致氧化磨損。

3 節(jié)流閥籠套材料的磨損試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)原理和設(shè)備

針對(duì)節(jié)流閥籠套材料的耐沖蝕磨損性能，最佳方法是模擬實(shí)際工況條件，用高壓氣體攜帶微固體顆粒介質(zhì)進(jìn)行沖蝕磨損試驗(yàn)。但是，這種方法過于費(fèi)時(shí)耗能，故本文以濕磨料磨損試驗(yàn)代替以驗(yàn)證三中材料的耐沖蝕磨損性能。

（1）磨料磨損是粗糙表面把軟表面劃傷，表面間有外界顆粒劃傷工作表面造成材料損失；沖蝕磨損是流體束或帶有磨礪性固體介質(zhì)的流體束沖擊固體表面所造成的表面損壞，兩者都是物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象[11]。

（2）在沖蝕磨損和磨料磨損的機(jī)理中都存在切削磨損和變形磨損兩個(gè)過程。沖蝕磨損中所指的切削磨損是指材料在沖擊顆粒的水平方向的動(dòng)量作用產(chǎn)生微切削把材料除去；而變形磨損是以沖擊坑（刻痕）或犁溝的形式出現(xiàn)[12]。

（3）盡管濕磨料磨損以水為介質(zhì)，試驗(yàn)時(shí)速度低于工況的氣體沖擊速度，但是水和天然氣的密度分別是 1×106g/m3和 7.174×102g/m3，根據(jù)物體動(dòng)能定理：

式中：W 為動(dòng)能，J；m 物體的質(zhì)量，kg；v為速度 m/s。

相同速度下水在沖擊過程中的動(dòng)量損失是天然氣的約1 394倍，因此濕磨料磨損試驗(yàn)有著比氣體沖蝕試驗(yàn)更省時(shí)且效果更顯著的優(yōu)點(diǎn)。

試驗(yàn)采用MLS-2三型濕砂橡膠輪磨損試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)為濕砂半自由式磨料磨損試驗(yàn)機(jī)，其工作示意如圖 14（a），實(shí)體照片如圖 14（b）。

圖14 磨損試驗(yàn)機(jī)Fig.14 Wear tester

磨損試驗(yàn)機(jī)工作原理為：試樣裝在杠桿加載器的試件盒內(nèi)。加上載荷后，試樣緊貼在橡膠輪的輪緣上，利用轉(zhuǎn)動(dòng)的橡膠輪攜帶與水混合的礦砂、砂石、泥沙等磨料，使其與試樣表面產(chǎn)生磨損。試驗(yàn)所用材料為從三種籠套上用線切割所得的長(zhǎng)方體，尺寸為57 mm×25.5 mm×6 mm，材料表面粗糙度磨削至Ra3.2。試驗(yàn)條件為：試驗(yàn)機(jī)轉(zhuǎn)速240 rad/min，正向加載載荷100 N。砂漿的配比分別為：水1 000 g；磨料為1 500 g綠色碳化硅，平均粒徑為326 μm，維氏硬度2 600。選用碳化硅為磨料，是因?yàn)樘蓟璧挠捕容^高，明顯大于其他磨料如石英和棕剛玉，顯微形貌為多角狀且棱角尖銳。以高硬度和高銳利程度相結(jié)合的碳化硅作為磨料，試驗(yàn)可以在短時(shí)間內(nèi)取得較明顯的磨損效果。懸浮劑聚丙烯酰胺（HPAM）適量（砂漿中加入懸浮劑有助于碳化硅砂粒均勻地分布在漿體中，以保證磨料磨損試驗(yàn)效果）。

每個(gè)試樣先新砂漿內(nèi)預(yù)磨2 400轉(zhuǎn)以產(chǎn)生一個(gè)預(yù)制磨痕，用于消除試樣表面質(zhì)量差異和受力不均帶來(lái)的試驗(yàn)誤差。預(yù)磨后的重量作為試樣試驗(yàn)的初始重量。試驗(yàn)每隔2 400轉(zhuǎn)進(jìn)行一次稱重，結(jié)束后取下試樣，并清洗、烘干、稱重測(cè)得材料的磨損重量后，將試樣重新放回進(jìn)行試驗(yàn)。除去預(yù)磨的2 400轉(zhuǎn)，每塊材料共磨損12 000轉(zhuǎn)。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

三種籠套材料磨損量與轉(zhuǎn)數(shù)曲線見圖15。由圖15可知，轉(zhuǎn)數(shù)和磨損量的曲線斜率逐漸降低，也就是說(shuō)每種試樣的磨損失重（即每2 400轉(zhuǎn)的重量損失）隨運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)的增加呈下降趨勢(shì)。隨著轉(zhuǎn)數(shù)的上升，試驗(yàn)機(jī)橡膠輪的接觸面積和光滑度隨磨損量增加而上升，導(dǎo)致橡膠輪和試樣間的相互接觸比壓下降。砂漿中的磨粒表面逐漸鈍化，對(duì)試樣產(chǎn)生的應(yīng)力降低，導(dǎo)致磨損量逐漸減少。A、B、C三種材料在12000轉(zhuǎn)后總磨損量分別為：1006.7mg、527.2mg、1199.3mg。無(wú)論總磨損量還是每2 400轉(zhuǎn)的磨損量，B籠套材料均最小，表現(xiàn)了此材料優(yōu)異的耐磨損性能，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)p失重結(jié)果來(lái)看，三種材料的耐磨損性能為B＞A＞C，試驗(yàn)結(jié)果也與圖2中三種籠套沖蝕損失宏觀特征圖的顯示結(jié)果吻合，證明了以濕磨料磨損代替沖蝕磨損研究籠套硬質(zhì)合金耐沖蝕磨損性能的可行性與合理性。

圖15 三種籠套材料磨損量與轉(zhuǎn)數(shù)曲線Fig.15 Abrasion and revolution curves of three kinds of corbula materials

4 結(jié)論

通過對(duì)某氣田中使用的三種進(jìn)口籠套的材料及微觀組織結(jié)構(gòu)分析、沖蝕形貌分析兩方面，研究了硬質(zhì)合金材料的沖蝕磨損機(jī)理，并進(jìn)行了磨損試驗(yàn)，對(duì)比分析了三種材料的耐磨損性能得出結(jié)論。

（1）從三種籠套的磨損宏觀圖上可以看出材料的沖蝕嚴(yán)重程度為C＞A＞B。從材料的微觀組織來(lái)看，A比B晶粒分布更加均勻，致密度良好，無(wú)孔隙和其他缺陷組織。C籠套組織的致密度較差，籠套組織中存在較多的孔洞，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低了C材料的強(qiáng)度和耐磨性。

（2）從三種籠套的沖蝕表面材料的微觀形貌及成分分析結(jié)果可以看出，籠套硬質(zhì)合金的沖蝕磨損形式有三種：材料疲勞導(dǎo)致的局部裂紋與裂紋剝落；粘結(jié)相Co的脫落使WC顆粒表面沖刷磨損、產(chǎn)生裂紋，最后斷裂并脫落；WC的氧化形成軟質(zhì)氧化膜并導(dǎo)致氧化磨損。

（3）根據(jù)濕磨料磨損試驗(yàn)失重結(jié)果來(lái)看，三種材料的耐磨損性能為B＞A＞C。三者硬度都在90HRA左右，但是磨損性能卻相差甚遠(yuǎn)，可見受天然氣沖蝕的硬質(zhì)合金耐磨損性能是由材料的硬度、金相組織、組成成分、微觀結(jié)構(gòu)等因素共同決定，不能僅僅用硬度指標(biāo)來(lái)衡量。

（4）從磨損試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，以濕磨料磨損代替沖蝕磨損研究籠套硬質(zhì)合金耐沖蝕磨損性能是合理與可行的。

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Erosion Wear Mechanism of Cemented Carbide of Corbula

ZHENG Yongjian1,ZENG Tao1,JIANG Jiwei2,WANG Shengjun3
(1.Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd.,Zhanjiang 524057,Guangdong,China;2.School of mechanical engineering，Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,Sichuan,China;3.PetroChina Tarim Oilfield Company,Korla 841000,Xinjiang,China)

The erosion wear mechanism of cemented carbide materials was studied by analyzing the material and microstructure of three imported cages and analyzing the erosion morphology.The results show that the grain size uniformity and density of the three materials are different in the microstructure,which leads to a great difference in mechanical properties and wear properties of the materials.The erosion wear forms of the cemented carbide are mainly demonstrated as:local cracks and spalling,the exfoliation of the adhesive phase Co results in the breakage and exfoliation of the WC particles,and the oxidation wear caused by WC oxidation.The wear resistance of three kinds of materials was compared and analyzed by wet wear test.The test results accord with the actual condition wear,which proves the rationality of the test.

cemented carbide;erosion wear;microstructure;wear test;corbula material;gas field

TF125

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.05.012

2017-09-01

教育部石油天然氣裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（OGE201702-05）

鄭永建（1971-），男，高級(jí)工程師，主要從事油氣田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)分析的研究。

（編輯：劉新敏）