熱滲鍍技術(shù)亦歸屬于表面合金化工藝，其原理是將金屬或非金屬(溶質(zhì)原子)沉積或包覆在基體金屬表面上，在高溫作用下，通過擴散到基體金屬表面內(nèi)，當基體表面對合金元素吸附的速度超過合金元素向基體中擴散的速度時，基體表面通常會形成沉積層+擴散層的滲鍍復合層，表面的化學組成及相結(jié)構(gòu)的改變，賦予材料表面更高的耐蝕性、耐磨性和抗高溫氧化性能。
　　滲鍍層與基體之間為牢固的冶金結(jié)合，沒有合金層脫落或剝落問題；滲鍍層內(nèi)各合金元素由表及里呈梯度分布，滲鍍層的硬度也呈梯度分布，可以避免高載荷條件下因基體材料承載力低而出現(xiàn)表面的破損或失效現(xiàn)象。
　　隨著全球范圍內(nèi)對油氣資源需求的增加，需要開發(fā)越來越多的油氣井，美國能源部對國際上的井深趨勢統(tǒng)計表時，自1978年以來，全球石油天然氣井深度增加了1倍，并且繼續(xù)呈現(xiàn)快速增長趨勢。井深的增加和溫度、壓力的提高，對油套管提出了許多新的、更高的要求。深度達數(shù)千米的深井和超深井資源埋藏極深且地層復雜，含有大量的H2S、CO2和C1-等介質(zhì)并伴有高溫高壓環(huán)境，井況如此嚴酷時必須使用Fe-Ni基或Ni基合金。HastelloyG-3合金于20世紀80年代問世，為Ni-Cr-Mo-Cu型合金，可以用于鐵基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不銹鋼、非金屬材料等無法使用的強腐蝕性介質(zhì)場合，且具有優(yōu)異的力學性能，在國外已廣泛應用于石油、化工、環(huán)保等諸多領域。HastelloyG-3合金的主要構(gòu)成元素昂貴、稀缺。從短期效益來看，油氣田工業(yè)中油套管所以用碳鋼和低合金鋼為主。基于腐蝕、磨損、腐蝕疲勞、開裂等失效形成均始發(fā)于材料表面，如果能在碳鋼材質(zhì)油套管表面制備一層成分與HastelloyG-3合金相同或接近的合金層，用表面合金化梯度材料代替昂貴的整體耐蝕合金，無論從工程應用前景還是經(jīng)濟效益角度考慮都是十分誘人的。
　　目前，行業(yè)專家利用稀土元素在化學熱處理中的催滲、促滲作用，采用熱滲鍍技術(shù)在油套管用P110鋼表面成功制備了Ni基合金層，滲鍍層均勻、連續(xù)、致密，最表層合金元素含量最高，隨著距表面距離增大逐漸降低，即由表面至內(nèi)部呈梯度分布，表現(xiàn)出明顯的沉積層+擴散層形態(tài)。5%NaC1中性鹽霧腐蝕試驗和5%NaC1浸泡腐蝕試驗結(jié)果表明，Ni基合金層的腐蝕速率略高于HastelloyG-3合金，但遠低于未處理P110鋼。足見熱滲鍍Ni基合金層顯著地提高了P110鋼的耐蝕性。
　　
　　來源：中國金屬加工在線