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目前金屬復合無縫管冷成型法大致有以下兩種:內擴漲型和外減徑型。① 內擴漲型,即:采用兩種材質的無縫管相互穿套(如外管采用一般普碳鋼無縫鋼管,內穿一薄壁不銹鋼管作為內層金屬管),在內管中施以高壓,使內層無縫管發生塑性變形外層無縫管僅產生彈性變形,從而使內管與外管緊密結合,形成雙金屬復合無縫管。② 外減徑型,即:仍采用兩種材質的無縫管相互穿套,對外層管進行減徑拉拔或軋制,使內管與外管緊密結合,形成雙金屬復合無縫管。以上兩種工藝生產的金屬復合無縫管的不足之處在于:生產成本高昂,內外管均必須采用現成的熱軋或冷拔無縫管,加上其后的內漲或減徑工序使其制造成本大幅度上升;以上兩種類型的無縫管并非完全意義上的金屬復合,兩層金屬相互間并無冶金熔合,在受軸向力的情況下內外兩層金屬難以傳遞和均衡外力,在需要熱傳遞的應用領域,由于內外兩層金屬間存在間隙,熱阻必將大幅度增加。
這種腐蝕使晶粒間的結合力大大削弱,嚴重時可使機械強度完全喪失。例如遭受這種腐蝕的不銹鋼工字鋼,表面看起來還很光亮,但經不起輕輕敲擊便破碎成細粒。由于晶間腐蝕不易檢查,所以廷民設備的突然破十,它的危害性很大。不銹鋼、鎳基合金、鋁合金、鎂合金等都是晶間腐蝕敏感性高的材料。在受熱情況下使用或焊接過程都會造成晶間腐蝕的問題。以晶間腐蝕為起源,在應力和介質的共同作用下,可使不銹鋼、鋁合金等誘發晶間應力腐蝕,所以晶間腐蝕有時是應力腐蝕的先導。
在通常腐蝕條件下,鈍化合金組織中的晶界活性不大,但當它具有晶間腐蝕的敏感性時,晶間活性很大,即晶格粒與晶界之間存在著一定的電位差,這主要是合金在受熱不當時,組織發生改變而引起的。所以晶間腐蝕是一種由組織電化學不均勻性引起的局部腐蝕蝕。此外晶界存在雜質時,在一定介質也也會引起晶間腐蝕。
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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好方法,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。復合擠壓的優缺點分別為:
優點:界面為冶金結合;擠壓過程中涉及的力完全是壓應力,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。
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