近年来,随CO2驱油技术的广泛应用,大大提高了油气田生产效益,但同时也带来了严重的安全威胁和经济损失。因此,对于新的防腐技术研究就显得尤为重要,铜锌合金作为一种新型水处理材料,虽在油田上也有应用,但规模相对较小,国内相关方面的实验研究也较少。所以,研究制备一种具备防腐功能的新型铜锌合金材料,对于提高油田环境下的生产效益、生产安全性具有重要意义。本研究以N80钢在油田产出水环境中腐蚀机理及腐蚀行为等研究成果为基础,参照国内外最新研究成果进行实验方案设计,对特殊黄铜合金组织结构进行表征,揭示其防腐性能,结合合金材料电化学特性对防腐机理进行探讨,为研制油田用新型防腐合金材料提高注CO2驱油技术安全性提供理论依据和实验论证本文首先通过对腐蚀机理及铜锌合金材料防腐机理探讨,认为铜锌合金可通过减少Fe离子化及提高溶液pH值等途径来减缓CO2和H2S等对钢材的腐蚀。在对合金成分进行优化设计后,利用熔炼炉制备以Cu、Zn、Ni、Sn为主,加入少量Mg、Al、Mn及稀土元素组成的特殊黄铜合金。得到成型良好的特殊黄铜合金后,首先对其组织结构进行表征,其次再对其电化学行为进行研究,最后在3.5wt%NaCl的饱和CO2溶液中研究特殊黄铜合金的防腐性能。对特殊黄铜合金组织结构表征结果说明,经600℃退火处理后,特殊黄铜合金表面自由能最大,自由能提高25.1%,极性分量提高42.74%,此时最有利于特殊黄铜合金与溶液中各离子相互作用;α黄铜相为特殊黄铜合金主要组成相,热处理后α黄铜相晶体的择优取向晶面发生变化,另外第二相含量的存在会增强特殊黄铜合金耐蚀性;特殊黄铜合金金相组织主要以等轴晶组成,经热处理后成分更加均匀,更有利于合金表面原电池反应进行。对特殊黄铜合金电化学性能研究表明,特殊黄铜合金中α黄铜相晶体结构(200)晶面释放电子能力较强,物相分析结果中可发现铸态特殊黄铜合金中α黄铜相晶体生长方式呈(111)晶面择优生长,热处理后特殊黄铜合金α黄铜相晶体则变为(200)晶面择优取向,在3.5wt%NaCl的饱和CO2溶液中,铸态特殊黄铜合金腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,表面电荷转移电阻最大,退火后特殊黄铜合金电化学腐蚀倾向增强,释放电子能力增强,由于600℃退火特殊黄铜合金释放电子能力较强,并结合前述实验结果初步推断600℃退火特殊黄铜合金更实用于防腐工程应用中。对特殊黄铜合金防腐性能研究表明,N80钢在未处理介质中腐蚀速率最高,腐蚀最严重,且随温度升高,腐蚀速率加快,腐蚀程度越严重,而特殊黄铜合金处理后的腐蚀介质中,N80的腐蚀速率及腐蚀程度均有明显降低,表面腐蚀产物膜覆盖较为致密自腐蚀电位及电荷转移电阻均有明显提高,表面活性也有所减小,说明此时N80钢腐蚀程度减轻,腐蚀倾向减弱。从而证实了特殊黄铜合金具有一定的防腐效果,且600℃退火特殊黄铜合金的防腐效果更好。