本文选用石油钻采工具常用的35CrMo钢经调质处理后,采用模拟油田采出水的CO2饱和溶液在静态高温高压釜中进行CO2分压为0.5～2MPa、温度为30-120℃、时间为10h～72h的腐蚀失重实验和腐蚀电化学实验研究,结合AFM、SEM、XRD等微观分析手段对35CrMo钢腐蚀速率、腐蚀产物腐蚀形貌以及局部腐蚀初始状态进行了系统的研究与分析,同时采用SSRT试验研究CO2分压对35CrMo钢应力腐蚀开裂(SCC)的影响以及采用余氏理论计算35CrMo钢发生CO2氢脆时的价电子改变,结果表明：(1)在实验规定的压力和温度范围内35CrMo钢的静态腐蚀速度随温度的升高先升高后下降,在90℃时腐蚀速度最大；随着CO2分压的增大而增大,在2MPa时腐蚀速度最大；由扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析可知：90℃时腐蚀产物的主要成分是FeCO3,Fe3C等；120℃时试样表面的腐蚀产物膜成分中除了开始出现的FeCO3和Fe3C以外,还有(Ca,Mg)CO3等复合的产物相共同形成了比较厚的腐蚀产物膜(2)在CO2分压为2MPa、温度为90℃的条件下进行35CrMo钢在溶液不同腐蚀时间(10h、16h、32h、48h、72h)的静态腐蚀实验和微观分析,结果表明：35CrMo钢的腐蚀速度随着反应时间的延长,腐蚀速度逐渐增大,到32h时腐蚀速度最大,随后腐蚀速度开始下降；通过相应时间点的SEM形貌观察可知：腐蚀初期试样表面逐渐形成了点蚀坑,加速了试样的腐蚀,随着时间的延长,试样表面开始逐渐形成了腐蚀产物膜,35CrMo钢的最初腐蚀是由局部腐蚀造成的；(3) 35CrMo钢在模拟油田采出水的CO2饱和溶液中的电化学AFM原位观察以及XRD分析表明：35CrMo钢在溶液中发生局部腐蚀突变的电位在-518mV--503mV之间,局部腐蚀类型为晶间腐蚀,这是由于Cr和C在试样表面扩散速度不一样使晶界成为贫Cr区,贫Cr区与基体形成了腐蚀原电池；(4) 35CrMo钢的CO2应力腐蚀开裂试验表明：CO2腐蚀对35CrMo钢的机械性能有一定的影响,CO2分压的增大促进了35CrMo钢脆性断裂倾向；(5)通过余氏理论计算35CrMo钢引入H前后的价电子结构参数及其变化可知：氢原子进入晶格之后形成了氢键,引起晶格的各向异性,从而导致材料各种性能发生了变化；合金元素的相互作用较之氢与其的作用更为强烈,合金元素起到了主导作用,使氢进入后引起的作用减小,使35CrMo钢氢致脆化倾向减弱,阻止了材料脆化的加剧。
