1 冶金雙金屬?gòu)?fù)合管的特點(diǎn)
離心鑄造冶金復(fù)合管兼?zhèn)淞藘煞N金屬的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的綜合性能：
.根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，選擇不同的內(nèi)外層材質(zhì)，使其在最經(jīng)濟(jì)的情況下獲得最佳的耐腐蝕、耐磨損、溫、高強(qiáng)度等特性；
.較高的沖擊性能；
.冶金界面（過(guò)渡層）結(jié)合強(qiáng)度高于現(xiàn)有的其它復(fù)合工藝；
.良好的抗爆破撕裂能力；
.良好的低界面應(yīng)力性能。
2 雙金屬冶金復(fù)合管綜合性能分析
(1) 良好的結(jié)合層特性
離心鑄造雙金屬冶金復(fù)合鋼管內(nèi)外層界面完全實(shí)現(xiàn)了冶金結(jié)合，克服了其它復(fù)合方式，因結(jié)合層結(jié)合強(qiáng)度低，以及存在較大熱應(yīng)力等不足，導(dǎo)致高溫和交變溫度環(huán)境下因應(yīng)力作用而分層的致命缺陷。
由于生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，離心澆注而成的復(fù)合鋼管在兩層金屬的結(jié)合部位出現(xiàn)了一段成分由外層向內(nèi)層逐漸變化的平滑過(guò)渡層，與其他具有冶金結(jié)合復(fù)合管相比（堆焊復(fù)合、擴(kuò)散復(fù)合等）過(guò)渡層寬度達(dá)到70靘 ～140靘。
離心澆注+擠壓工藝生產(chǎn)的復(fù)合鋼管較熱擴(kuò)散＋擠壓復(fù)合管具有更寬的成分過(guò)渡區(qū)。較寬的過(guò)渡區(qū)可以有效地減少由于兩層金屬熱脹系數(shù)不同帶來(lái)的結(jié)合層應(yīng)力，進(jìn)而防止復(fù)合管在交變熱應(yīng)力工作條件下帶來(lái)的分層破壞。
通過(guò)對(duì)20Cr/1Cr18Ni9Ti冶金復(fù)合管冶金結(jié)合層進(jìn)行拉伸試驗(yàn)表明，整體復(fù)合管的力學(xué)性能超過(guò)了基體的力學(xué)性能。其研究同時(shí)表明，即使經(jīng)過(guò)機(jī)加工過(guò)程（高溫、變形大）和高溫疲勞試驗(yàn)，復(fù)合管的冶金結(jié)合層仍無(wú)分層現(xiàn)象。
界面過(guò)度層良好的合金化，其結(jié)合層強(qiáng)度往往高于基層或復(fù)層強(qiáng)度，以304L/20G的復(fù)合管為例，按照ASTM 264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剪切試驗(yàn)，剪切強(qiáng)度達(dá)到440MPa 實(shí)際剪斷發(fā)生在304L層。按該檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)爆炸焊復(fù)合管達(dá)到120MPa、常規(guī)爆炸焊＋熱軋復(fù)合板達(dá)到196MPa即可。高的結(jié)合強(qiáng)度對(duì)復(fù)合管冷變形加工性至關(guān)重要。
(2) 良好的力學(xué)性能互補(bǔ)
以強(qiáng)度較低的耐蝕鋼與高強(qiáng)度管線鋼復(fù)合后，與同壓力級(jí)別壁厚的純耐蝕鋼相比，可較大幅度的降低整體壁厚，或同厚度下管線具有更高的安全性。
(3) 抗裂紋擴(kuò)展能力
雙金屬無(wú)縫管重要的用途在于輸送腐蝕性的高壓流體，這就要求復(fù)合管既具有高的耐腐蝕性能，又得具有足夠的耐壓能力。同樣，作為高壓輸送的管線鋼，人們希望鋼管屈服強(qiáng)度越高越好，但高強(qiáng)度鋼材往往塑性和沖擊韌性較低，在管線因意外情況破裂時(shí)，破口迅速擴(kuò)展幾米甚至數(shù)十公里，從而造成災(zāi)難性事故。為此，管線鋼在考慮選用強(qiáng)度時(shí)，更加注重塑性指標(biāo)，因此眾多可達(dá)千兆帕級(jí)的鋼種不能作為高壓管線鋼使用。由此極大制約了管線的輸送壓力和效率。
采用特殊復(fù)合管，即：外層采用千兆帕級(jí)的高強(qiáng)度鋼種，內(nèi)層采用高塑性的奧氏體不銹鋼或低碳鋼則可緩解這一矛盾，新興鑄管股份公司成功開(kāi)發(fā)了X52/825、X60/825等內(nèi)層具有高塑性、抗腐蝕性，外層具有高強(qiáng)度的雙金屬薄壁復(fù)合管，既降低了貴重金屬的成本，又滿足了高抗腐蝕性、高抗壓性的性能要求。
為研究其在高壓情況下，抗裂紋擴(kuò)展的能力，實(shí)驗(yàn)室做了X60/825的斷口試驗(yàn)。
采用內(nèi)層高韌性、外層高強(qiáng)度，具有平滑過(guò)渡層的冶金雙金屬?gòu)?fù)合管做高壓輸送管線時(shí)，在同樣的裂紋缺陷條件下，可以有效的防止裂紋擴(kuò)展的能力，防止管網(wǎng)長(zhǎng)線破裂的重大事故。
1）內(nèi)層的韌性材料可以使裂紋尖端的應(yīng)力集中通過(guò)塑性變形得到釋放而松弛下來(lái)，即使復(fù)合管線發(fā)生爆裂時(shí)，內(nèi)層的韌性材料可以使裂紋尖端的應(yīng)力集中通過(guò)內(nèi)層塑性變形的阻尼作用得到釋放，從而防止了管線的長(zhǎng)距離災(zāi)難性爆裂。
2）內(nèi)層金屬的存在降低了彈性狀態(tài)下外層受到的實(shí)際工作應(yīng)力，從而外層允許的裂紋尺寸增大。
(4) 抗應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕破裂是指材料在外加或殘余應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下發(fā)生的破裂。這是一種及其危險(xiǎn)的低應(yīng)力破壞形式，這種破壞具有滯后性。金屬材料在特定的腐蝕環(huán)境中，應(yīng)力水平越高，發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的時(shí)間愈短，發(fā)生裂紋的傾向越大。
經(jīng)爆炸成形的雙金屬?gòu)?fù)合管的殘余應(yīng)力明顯高于離心澆注雙金屬冶金復(fù)合管，過(guò)渡層殘余應(yīng)力呈直線突變，大大減低了其抗應(yīng)力腐蝕性能。而離心澆注雙金屬冶金復(fù)合管過(guò)渡層殘余應(yīng)力變化緩慢，不易形成應(yīng)力集中，提高了其抗應(yīng)力腐蝕性能。
3 結(jié)論
（1）冶金結(jié)合復(fù)合管的冶金結(jié)合層較其它復(fù)合管（堆焊符合、擴(kuò)散復(fù)合等）可有效防止交變熱應(yīng)力工作條件下帶來(lái)的分層破壞；
（2）冶金結(jié)合復(fù)合管的抗裂紋撕裂能力明顯優(yōu)于同等基體材質(zhì)的單金屬管材；
（3）在抵抗應(yīng)力腐蝕方面，離心澆注雙金屬?gòu)?fù)合管較爆炸成形復(fù)合管具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)。

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