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熱成型法

??熱成型制造工藝包括熱軋和熱擠壓兩種方法，前者主要適用于有縫復合管的生產，后者適用于無縫復合管的生產。

??軋制是一種傳統的制備復合金屬的方法。熱軋復合實質上屬于壓力焊，如果變形量足夠大，軋輥施加的壓力就會破壞金屬表面的氧化膜，使表面達到原子接觸，從而使兩表面焊在一起。軋制的優缺點分別為：

??優點：生產率高、質量好、成本低，并可大量節省金屬材料的損耗，因此是目前應用極為廣泛的復合材料生產技術。軋制結合的復合板占復合板總產量的90%，而且經常應用于壁厚小于32mm的管材的加工。

??② 缺點：一次性投資大，而且很多材料組合不能通過軋制復合實現。目前應用廣泛的還是利用軋制工藝進行碳鋼、不銹鋼有縫復合管的制造。

? ?熱擠壓一般是針對雙金屬管坯進行的，稱為復合擠壓（coextrude）。復合擠壓目前是生產不銹鋼和高鎳合金無縫復合管的方法，日本制鋼所利用這 種方法生產8in（203.2mm）以下的雙金屬復合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復合坯料加熱到1200℃左右，然后擠過由模具和芯軸形成的 環狀空間。當擠壓坯料截面縮減到10：1時，高的擠壓壓力和溫度會在界面處產生“壓力焊”的焊接效應，促進界面間的快速擴散和廣泛結合，實現界面的冶金結 合。擠壓前的復合管坯制造方法有三種：由鍛造坯料通過熱穿孔和放大擠壓獲得；直接離心旋鑄；用耐蝕粉末顆粒。也有內外兩種金屬原材料均采用粉末的，稱為 “nuval”工藝，可以開發新型合金，但粉末制備成本太高。

離心鑄造和離心鋁熱劑法

? ?離心鑄造是為適應海洋油氣生產而開發的，適用于制造內襯金屬熔點低于外層金屬熔點的復合管。襯層和基體均采用液態金屬。首先，將制外管的鋼液引入一旋轉 金屬模，在外管凝固過程中監測管內溫度。當外管凝固并達到一定溫度時，澆入耐蝕合金等內層金屬。通過控制鑄造條件，可以生產出牢固的冶金結合的雙金屬復合 管。

??當應用液態金屬進行表面堆敷時，采用離心技術可消除復合層容易出現的氣孔和夾雜。這時，熔化金屬中密度低的渣、雜質和氣體上升到表面，而較重的金屬成分下沉，在管壁上形成一致密層，從而提高熔敷質量和再現性。因此其優缺點分別為：

??① 優點：界面實現冶金結合，致密度高，排渣、排氣性好。

??② 缺點：若沒有其后的熱變形，于鑄態使用，其粗大的鑄態組織導致各層金屬的力學性能不能充分發揮。另外，該方法不能生產外層為輕合金的復合鋼管。

? ?離心鋁熱法也稱為shs—離心法，shs是self propagating high temperature synthesis的縮寫。離心鋁熱法的實質是在離心力場中引起鋁熱反應，所謂鋁熱反應就是金屬和其他金屬氧化物粉末均勻的混合在一起， 通過點燃而發生的非常迅速的放熱反應（mo al→m al2o3 q）。反應絕熱溫度可接近3000k，因此產物都處于液態，在離心力作用下，比重大的 產物如fe、cr、ni等集中在靠近碳鋼鋼管內壁處，形成內襯金屬層；al2o3形成內層殘渣，通過機械方法除去，則制備出雙金屬復合鋼管。

雙金屬復合管生產方法——機械滾壓法

形成機理：

      內襯不銹鋼復合管材的復合技術是根據金屬材料的彈塑性變形特性復合而成的。 即利用外基管（碳鋼管）彈性變形范圍大，利用內襯管（不銹鋼管）屈服強度低的特性。在旋壓機具螺旋進給的擠壓下，使內襯管連續局部塑性變形，外基管始終保持在彈性變形范圍之內。當外力去除后，外基管彈性收縮，內襯管由于已呈塑性變形無法收縮。從而達到內襯管外表面強力的嵌合在外基管的內表面中，復合成型。

滾壓復合的優點：

   經過螺旋滾壓技術對管材內壁進行了滾壓，冷作硬化提高了內層金屬材料的硬度，從而提高了管材的耐磨性流體的暢通性。由于滾壓模具直徑調節為大于基管內徑0.3-0.5mm，使內層金屬管產生較大的塑性變形，而外管彈性變形，使內管緊密地貼合在外層管的內壁上，壓力消失后基管恢復使基管與內襯管能夠以較高的強度結合在一起。