本发明涉及复合管加工技术领域，具体为一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺。
背景技术：
随着高温、高h2s、co2分压、高cl-、高有机硫天然气的勘探、开采及输送，油气井套管、油气集输管线的腐蚀极为严重，极易造成集输管线穿孔、开裂、甚至发生火灾、爆炸等事故。传统的防腐技术如添加缓蚀剂、采用塑料内涂层、采用耐蚀合金管材及使用非金属管材等在耐蚀可靠性、经济性指标上都已难以满足油气田发展的需要。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺。
本发明的技术方案是提供一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：
（1）建立碳钢和镍基合金的本构模型，获取碳钢和镍基合金的成形极限图；
（2）获得退火、淬火、正火等状态下的碳钢、镍基材料的应力应变曲线，然后根据应力应变曲线，采用曲线拟合法，求出应变强化系数k和加工硬化指数n，建立碳钢和镍基合金在退火、淬火、正火等状态下的本构关系方程，为数值仿真提供材料模型；
（3）依据步骤（1）和步骤（2），对双金属复合管件进行热处理；其中，双金属复合管件由基材和覆层材料构成，基材为碳钢，热处理为正火，热处理温度750℃-940℃；覆层材料为镍基合金，热处理方法为固溶，热处理温度900℃-1150℃；
（4）碳钢和镍基合金热处理完毕后，采用液压成型的方式结合；
（5）将成型的碳钢层和镍基合金层形成的双金属复合管件加热至950℃-1200℃，而后进行恒温保持，使其充分融合；
（6）将双金属复合管件进行快速冷却；
（7）重复进行步骤（5）、步骤（6）的工序；
（8）对双金属复合管件的表面和管口进行切割和研磨工序。
进一步的，所述步骤（3）中，固溶方法采用空冷或水冷的工艺。
进一步的，所述步骤（6）中，采用水冷方式进行冷却。
进一步的，所述步骤（7）中，重复进行的加热温度为680℃-720℃。
本发明的有益效果是：本发明的一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺制造的镍基双金属复合管将镍基合金与碳钢有机地结合，不仅具有良好的抗腐蚀性能与优良的机械性能，而且能有效提高管道安全级别，延长管道寿命，减少耐蚀合金管材用量，极大的降低油气管道建设营运成本，产生巨大的经济和社会效益。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，如有术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面描述根据本发明实施例的一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺。
实施例1：
本发明的一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺，其包括以下步骤：
（1）建立碳钢和镍基合金的本构模型，获取碳钢和镍基合金的成形极限图；
（2）获得退火、淬火、正火等状态下的碳钢、镍基材料的应力应变曲线，然后根据应力应变曲线，采用曲线拟合法，求出应变强化系数k和加工硬化指数n，建立碳钢和镍基合金在退火、淬火、正火等状态下的本构关系方程，为数值仿真提供材料模型；
（3）依据步骤（1）和步骤（2），对双金属复合管件进行热处理；其中，双金属复合管件由基材和覆层材料构成，基材为碳钢，热处理为正火，热处理温度750℃；覆层材料为镍基合金，热处理方法为固溶，热处理温度900℃；固溶方法采用空冷或水冷的工艺。
（4）碳钢和镍基合金热处理完毕后，采用液压成型的方式结合；
（5）将成型的碳钢层和镍基合金层形成的双金属复合管件加热至950℃，而后进行恒温保持，使其充分融合；
（6）将双金属复合管件采用水冷方式进行快速冷却；
（7）重复进行步骤（5）、步骤（6）的工序，重复进行的加热温度为680℃；
（8）对双金属复合管件的表面和管口进行切割和研磨工序。
实施例2：
本发明的一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺，其包括以下步骤：
（1）建立碳钢和镍基合金的本构模型，获取碳钢和镍基合金的成形极限图；
（2）获得退火、淬火、正火等状态下的碳钢、镍基材料的应力应变曲线，然后根据应力应变曲线，采用曲线拟合法，求出应变强化系数k和加工硬化指数n，建立碳钢和镍基合金在退火、淬火、正火等状态下的本构关系方程，为数值仿真提供材料模型；
（3）依据步骤（1）和步骤（2），对双金属复合管件进行热处理；其中，双金属复合管件由基材和覆层材料构成，基材为碳钢，热处理为正火，热处理温度940℃；覆层材料为镍基合金，热处理方法为固溶，热处理温度1150℃；固溶方法采用空冷或水冷的工艺。
（4）碳钢和镍基合金热处理完毕后，采用液压成型的方式结合；
（5）将成型的碳钢层和镍基合金层形成的双金属复合管件加热至1200℃，而后进行恒温保持，使其充分融合；
（6）将双金属复合管件采用水冷方式进行快速冷却；
（7）重复进行步骤（5）、步骤（6）的工序，重复进行的加热温度为720℃；
（8）对双金属复合管件的表面和管口进行切割和研磨工序。
本发明的一种碳钢、镍基双金属复合管件的加工成型工艺制造的镍基双金属复合管将镍基合金与碳钢有机地结合，不仅具有良好的抗腐蚀性能与优良的机械性能，而且能有效提高管道安全级别，延长管道寿命，减少耐蚀合金管材用量，极大的降低油气管道建设营运成本，产生巨大的经济和社会效益。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。