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雙金屬?gòu)?fù)合管制備方法的研究概況熱成型法.目前雙金屬?gòu)?fù)合管的生產(chǎn)方法主要包括冷成型法、熱成型法、離心鑄造法、離心鋁熱劑法、爆炸焊成型法、電磁成型法等等。冷成型法，冷成型制造工藝的基本特征是將預(yù)加工好的薄壁不銹鋼管套入碳鋼管中，然后通過(guò)機(jī)械方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內(nèi)壁上。
薄壁不銹鋼管有兩種獲得途徑：一種是通過(guò)選擇合適規(guī)格的無(wú)縫不銹鋼管，通過(guò)旋壓的方法使之變薄，達(dá)到要求的外徑和厚度；另一種是用薄的不銹鋼板或鋼帶在專用的制管機(jī)上用tig焊接成直縫或螺旋縫不銹鋼管。采用拉拔、脹接、旋壓和滾壓等方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內(nèi)壁上，其中拉拔和脹接為常用。
拉拔是取兩根分別制成的無(wú)縫鋼管，將一根套在另一根外面，然后將兩管通過(guò)一模具同時(shí)進(jìn)行拉拔，從而實(shí)現(xiàn)緊密配合的機(jī)械結(jié)合。這種管的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，價(jià)格較便宜。缺點(diǎn)是界面非擴(kuò)散結(jié)合，只是依靠對(duì)外層進(jìn)行的冷加工來(lái)獲得緊密配合，因此冷加工復(fù)合管如果遭遇高溫就有分層傾向，復(fù)合管會(huì)因應(yīng)力釋放而失效。這就限制了冷加工管的使用環(huán)境和應(yīng)用領(lǐng)域。脹接分機(jī)械脹接和液壓脹接兩種。
機(jī)械脹接是目前生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合管的一種主要方法，它是利用滾脹芯軸回轉(zhuǎn)擠壓使復(fù)合管內(nèi)管發(fā)生塑性變形，外管發(fā)生彈性變形，從而使復(fù)合管的外管對(duì)內(nèi)管產(chǎn)生接觸壓力，以達(dá)到復(fù)合管內(nèi)外壁的緊密貼合。液壓脹接原理與機(jī)械脹接相同，只是用管內(nèi)高壓水施壓代替滾脹芯軸回轉(zhuǎn)擠壓。機(jī)械脹接時(shí)脹接力大小難以確定，易發(fā)生欠脹或過(guò)脹，且多次滾脹易造成襯里開裂。液壓脹接時(shí)脹接力均勻且大小可進(jìn)行計(jì)算，因此更具優(yōu)越性。兩種脹接法的共同缺點(diǎn)是內(nèi)外層只是機(jī)械結(jié)合，和拉拔成型一樣，在高溫環(huán)境下會(huì)因應(yīng)力松弛而分層失效。
目前金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管冷成型法大致有以下兩種：內(nèi)擴(kuò)漲型和外減徑型。內(nèi)擴(kuò)漲型，即：采用兩種材質(zhì)的無(wú)縫管相互穿套（如外管采用一般普碳鋼無(wú)縫鋼管，內(nèi)穿一薄壁不銹鋼管作為內(nèi)層金屬管），在內(nèi)管中施以高壓，使內(nèi)層無(wú)縫管發(fā)生塑性變形外層無(wú)縫管僅產(chǎn)生彈性變形，從而使內(nèi)管與外管緊密結(jié)合，形成雙金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管。
外減徑型，即：仍采用兩種材質(zhì)的無(wú)縫管相互穿套，對(duì)外層管進(jìn)行減徑拉拔或軋制，使內(nèi)管與外管緊密結(jié)合，形成雙金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管。以上兩種工藝生產(chǎn)的金屬?gòu)?fù)合無(wú)縫管的不足之處在于：生產(chǎn)成本高昂，內(nèi)外管均必須采用現(xiàn)成的熱軋或冷拔無(wú)縫管，加上其后的內(nèi)漲或減徑工序使其制造成本大幅度上升；以上兩種類型的無(wú)縫管并非完全意義上的金屬?gòu)?fù)合，兩層金屬相互間并無(wú)冶金熔合，在受軸向力的情況下內(nèi)外兩層金屬難以傳遞和均衡外力，在需要熱傳遞的應(yīng)用領(lǐng)域，由于內(nèi)外兩層金屬間存在間隙，熱阻必將大幅度增加。
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避免讓鋼管直接接觸地面，除了可以起到保護(hù)作用，避免長(zhǎng)期對(duì)方使下層的鋼管變形，還能夠防止地上的積水對(duì)鋼管產(chǎn)生腐蝕。不銹鋼復(fù)合管復(fù)合管碼放的高度不應(yīng)該過(guò)高，否則很容易增加危險(xiǎn)，同時(shí)也容易對(duì)下層的鋼管形成更大的壓力，從而導(dǎo)致變形的產(chǎn)生。碳素鋼的性能主要取決于鋼的含碳量和顯組織。
在退火或熱軋狀態(tài)下，隨含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和沖擊韌性下降。焊接性和冷彎性變差。所以工程結(jié)構(gòu)用鋼，常限制含碳量.碳素鋼中的殘余元素和雜質(zhì)元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等，對(duì)碳素鋼的性能也有影響。這些影響有時(shí)互相加強(qiáng)，有時(shí)互相抵銷.硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性，而適量的錳可減少或部分抵銷其熱脆性.殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性，增加冷脆性.
除硫和氧降低強(qiáng)度外，其他雜質(zhì)元素均在不同程度上提高鋼的強(qiáng)度.幾乎所有的雜質(zhì)元素都能降低鋼的塑性和焊接性。氫在鋼中能造成很多嚴(yán)重缺陷，如產(chǎn)生白點(diǎn)、點(diǎn)狀偏析、氫脆、表面鼓泡和焊縫熱影響區(qū)內(nèi)的裂縫等。為保證鋼的質(zhì)量，必須盡可能降低鋼中氫的含量（見應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆）。
脫氧帶入的殘余元素如鋁，可減小低碳鋼的時(shí)效傾向，還可以細(xì)化晶粒，提高鋼在低溫下的韌性，但余量不宜過(guò)多。由爐料中帶入的殘余元素如鎳、鉻、鉬、銅等，含量高時(shí)可提高鋼的淬透性，但對(duì)要求具有高塑性的專用鋼，如深沖用鋼板，則是不利的.加工性能,碳素鋼大都采用氧氣轉(zhuǎn)爐和平爐冶煉，優(yōu)質(zhì)碳素鋼也采用電弧爐生產(chǎn)。
根據(jù)煉鋼過(guò)程脫氧程度的不同，碳素鋼可分為鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼和介于兩者之間的半鎮(zhèn)靜鋼。冶煉方法對(duì)鋼的性能影響，主要是通過(guò)鋼的純凈度而起作用的。人們通過(guò)真空處理、爐外精煉和噴吹技術(shù)等，都可獲得更高純凈度的鋼，從而顯著改善了碳素鋼的品質(zhì)。碳素鋼的塑性加工工藝通常分熱加工和冷加工。
熱擠壓一般是針對(duì)雙金屬管坯進(jìn)行的，稱為復(fù)合擠壓（coextrude）。復(fù)合擠壓目前是生產(chǎn)不銹鋼和高鎳合金無(wú)縫復(fù)合管的好方法，日本制鋼所利用這種方法生產(chǎn)8in（203.2mm）以下的雙金屬?gòu)?fù)合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復(fù)合坯料加熱到1200℃左右，然后擠過(guò)由模具和芯軸形成的環(huán)狀空間。當(dāng)擠壓坯料截面縮減到10：1時(shí)，高的擠壓壓力和溫度會(huì)在界面處產(chǎn)生“壓力焊”的焊接效應(yīng)，促進(jìn)界面間的快速擴(kuò)散和廣泛結(jié)合，實(shí)現(xiàn)界面的冶金結(jié)合。擠壓前的復(fù)合管坯制造方法有三種：由鍛造坯料通過(guò)熱穿孔和放大擠壓獲得；直接離心旋鑄；用耐蝕粉末顆粒。也有內(nèi)外兩種金屬原材料均采用粉末的，稱為“nuval”工藝，可以開發(fā)新型合金，但粉末制備成本太高。
優(yōu)點(diǎn)：界面為冶金結(jié)合；擠壓過(guò)程中涉及的力完全是壓應(yīng)力，因此特別適合于熱加工性不好、塑性低的高合金金屬的加工。缺點(diǎn)：由于結(jié)合決定于擠壓過(guò)程中極短時(shí)間內(nèi)的元素界面擴(kuò)散，通常會(huì)因氧化物膜的存在而受到影響，因此目前復(fù)合擠壓僅限于碳鋼、不銹鋼和高鎳合金間的復(fù)合。需要指出的是，熱擠壓的變形抗力小，允許每次變形程度大，導(dǎo)致表面粗糙度較高，因此也有先熱擠壓再進(jìn)行冷軋（或冷拔）制造復(fù)合管的方法。
離心鑄造和離心鋁熱劑法離心鑄造是為適應(yīng)海洋油氣生產(chǎn)而開發(fā)的，適用于制造內(nèi)襯金屬熔點(diǎn)低于外層金屬熔點(diǎn)的復(fù)合管。襯層和基體均采用液態(tài)金屬。將制外管的鋼液引入一旋轉(zhuǎn)金屬模，在外管凝固過(guò)程中監(jiān)測(cè)管內(nèi)溫度。當(dāng)外管凝固并達(dá)到一定溫度時(shí)，澆入耐蝕合金等內(nèi)層金屬。通過(guò)控制鑄造條件，可以生產(chǎn)出牢固的冶金結(jié)合的雙金屬?gòu)?fù)合管。
當(dāng)應(yīng)用液態(tài)金屬進(jìn)行表面堆敷時(shí)，采用離心技術(shù)可復(fù)合層容易出現(xiàn)的氣孔和夾雜。這時(shí)，熔化金屬中密度低的渣、雜質(zhì)和氣體上升到表面，而較重的金屬成分下沉，在管壁上形成一致密層，從而提高熔敷質(zhì)量和再現(xiàn)性。因此其優(yōu)缺點(diǎn)分別為：
優(yōu)點(diǎn)：界面實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，致密度高，排渣、排氣性好。缺點(diǎn)：若沒有其后的熱變形，僅限于鑄態(tài)使用，其粗大的鑄態(tài)組織導(dǎo)致各層金屬的力學(xué)性能不能充分發(fā)揮。另外，該方法不能生產(chǎn)外層為輕合金的復(fù)合鋼管。
