本申請(qǐng)要求于2014年8月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)US62/040,056和2015年8月18日提交的美國(guó)實(shí)用新型申請(qǐng)US14/829,039的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容整體通過(guò)引用并入本文。
背景技術(shù)：
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技術(shù)領(lǐng)域：

技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)熱擠出制造包覆金屬管的方法，具體地，涉及一種制造包覆金屬管的方法，該金屬管具有鎳合金包覆層和碳鋼、低合金鋼或鉻鉬鋼的基底。相關(guān)技術(shù)描述包覆材料已廣泛用于各種應(yīng)用中。包覆材料是彼此粘附的兩種不同類(lèi)型的金屬或合金的組合，使得可以利用每種金屬的期望特性。最大量生產(chǎn)的包覆材料是包覆鋼板，其中一種金屬(稱為“母體金屬”)是碳鋼、低合金鋼等，另一種包覆金屬是不銹鋼、鈦或其他耐腐蝕材料。以這種方式，較貴的耐腐蝕材料的耐腐蝕性可以在較便宜的母體金屬的一側(cè)或兩側(cè)上利用，以提供具有耐腐蝕材料的高耐腐蝕性和低成本母體金屬的機(jī)械性能的較低成本的產(chǎn)品。在許多類(lèi)型的管的制造中也已經(jīng)實(shí)施包覆層。在管的制造中，將由一種金屬制成的管插入由另一種金屬制成的管中以制成坯料。將坯料加熱至高溫，然后進(jìn)行熱擠出。產(chǎn)品管的制造成本和性質(zhì)是確定用于管的材料的重要考慮因素。例如，對(duì)于在石油和天然氣工業(yè)中使用的管線的使用，其中不僅需要高強(qiáng)度而且還需要改善的耐腐蝕性，有利的是使用包含碳鋼或低合金鋼(其較便宜并作為管外側(cè)的母體金屬具有高強(qiáng)度)以及鎳基合金(其作為管內(nèi)側(cè)的包覆層具有改善的耐蝕性)的包覆管。在該方法中使用的普通鎳包覆材料描述在美國(guó)專(zhuān)利US4,765,956中。這種鎳包覆材料具有的組成包括：6-12％鉬、19-27％鉻、2-5％鈮、至多8％鎢、至多0.6％鋁、至多0.6％鈦、至多0.03％碳、至多0.03％氮、至多0.35％硅(碳、氮和硅互相關(guān)聯(lián)使得％碳+％氮+1/10％硅的總和小于約0.035％)、至多5％鐵和余量的鎳。然而，在任何給定溫度下，鎳基合金具有比碳鋼或低合金鋼母體金屬更高的抗變形性，即更高的高溫強(qiáng)度。這種抗變形性的差異導(dǎo)致內(nèi)部耐腐蝕合金層的分層和/或包覆材料中的表面缺陷，包括破裂和不均勻的厚度。Ohashi等人的美國(guó)專(zhuān)利US5,056,209教導(dǎo)了母體金屬和鎳包覆層的抗變形性趨于隨著溫度的增加而降低，因此在擠出之前將坯料加熱到高溫將有助于減少鎳包覆層中的缺陷。然而，Ohashi指出，坯料的加熱溫度必須保持低于鎳包覆合金的固相點(diǎn)溫度，使得沿著晶界聚集的金屬間化合物不會(huì)變成導(dǎo)致管形成的容易性和產(chǎn)品的性質(zhì)降低的液相。因此，Ohashi得出結(jié)論，增加坯料的加熱溫度不是解決上述問(wèn)題的好方法。此外，Ohashi表明，僅通過(guò)將起始材料加熱至高溫，不可能完全除去破裂。為了解決該問(wèn)題，Ohashi教導(dǎo)了在擠出之前將具有更高的抗變形性的包覆材料加熱到比母體材料更高的溫度，從而降低包層材料的抗變形性，使其接近于母體材料抗變形性，并降低包覆材料對(duì)裂紋的敏感性。然而，Ohashi的方法需要額外的處理步驟和設(shè)備，使得其昂貴并且更難以執(zhí)行。此外，Ohashi的方法具有相當(dāng)窄的溫度窗口用于成功的擠出。實(shí)施這樣窄的窗口使得實(shí)際的擠出程序難以執(zhí)行。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明涉及一種制造鎳合金包覆鋼管的方法。提供了鎳合金包覆材料的中空?qǐng)A柱體和鋼的中空?qǐng)A柱體。將鎳合金包覆材料的中空?qǐng)A柱體同心地放置在鋼的中空?qǐng)A柱體內(nèi)，或者將鋼的中空?qǐng)A柱體同心地放置在鎳合金包覆材料的中空?qǐng)A柱體內(nèi)，以形成復(fù)合坯料。將復(fù)合坯料加熱至1121-1260℃(2050-2300°F)的擠出溫度并擠出。鎳合金包覆材料包括：6.0至12.0wt％的鉬、19.0至27.0wt％的鉻、最大值1.0wt％的鎢、最大值0.6wt％的鋁、最大值0.6wt％的鈦、0.001至0.05wt％的碳、0.001至0.035wt％的氮、0.001至0.3wt％的硅、最大值1.0wt％的鈮、最大值2.5wt％的鐵、最大值0.5wt％的錳、最大值0.015wt％的磷、最大值0.015wt％的硫、最大值1.0wt％的鈷、余量的鎳和附帶雜質(zhì)；優(yōu)選地，包括8.5至10.0wt％的鉬、20.0至23.0wt％的鉻、最大值1.0wt％的鎢、最大值0.4wt％的鋁、最大值0.4wt％的鈦、最大值0.025wt％的碳、最大值0.02wt％的氮、最大值0.15wt％的硅、最大值0.75wt％的鈮、最大值1.0wt％的鐵、最大值0.5wt％的錳、最大值0.015wt％的磷、最大值0.015wt％的硫、最大值1.0wt％的鈷、余量的鎳和附帶雜質(zhì)；更優(yōu)選地，包含8.5至10.0wt％的鉬、20.0至23.0wt％的鉻、最大值1.0wt％的鎢、最大值0.4wt％的鋁、最大值0.4wt％的鈦、最大值0.01wt％的碳、最大值0.02wt％的氮、最大值0.15wt％的硅、最大值0.5wt％的鈮、最大值0.5wt％的鐵、最大值0.5wt％的錳、最大值0.015wt％的磷、最大值0.015wt％的硫、最大值1.0wt％的鈷、余量的鎳和附帶雜質(zhì)，并且可具有大于1312℃(2393°F)的固相點(diǎn)溫度。鎳包覆合金可以包括大于0wt％的鈮。該方法還可以包括擠出物的熱處理和空氣或水淬火，隨后可以進(jìn)行選自由固溶退火、奧氏體化和回火組成的組中的一種或多種熱處理。該方法可以進(jìn)一步包括在每次熱處理之后的水淬火。附圖說(shuō)明圖1是表示通過(guò)JMatPro預(yù)測(cè)的鈮含量對(duì)鎳合金包覆材料的固相點(diǎn)溫度的影響的圖。圖2是比較普通鋼(MoCrS4)母體金屬和鎳合金包覆材料在1s-1的應(yīng)變速率下的峰值流動(dòng)應(yīng)力的圖。圖3是表示鎳合金包覆材料的固相點(diǎn)溫度對(duì)延展性的影響的圖。圖4是表示鈮含量和溫度對(duì)鎳合金包覆材料面積減少的影響的圖。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種共擠出管的方法，其具有在內(nèi)徑或外徑上的耐腐蝕鎳合金包覆層和碳鋼、低合金鋼或鉻鉬鋼母體金屬。鎳合金包覆層包括：6.0至12.0wt％的鉬、19.0至27.0wt％的鉻、最大值1.0wt％的鎢、最大值0.6wt％的鋁、最大值0.6wt％的鈦、0.001至0.05wt％的碳、0.001-0.035wt％的氮、0.001-0.3wt％的硅、最大值1.0wt％的鈮、最大值2.5wt％的鐵、最大值0.5wt％的錳、最大值0.015wt％的磷、最大值0.015wt％的硫、最大值1.0wt％的鈷、余量的鎳和附帶雜質(zhì)。優(yōu)選地，鎳合金包覆層包括：8.5至10.0wt％的鉬、20.0至23.0wt％的鉻、最大值1.0wt％的鎢、最大值0.4wt％的鋁、最大值0.4wt％的鈦、最大值0.025wt％的碳、最大值0.02wt％的氮、最大值0.15wt％的硅、最大值0.75wt％的鈮、最大值1.0wt％的鐵、最大值0.5wt％的錳、最大值0.015wt％的磷、最大值0.015wt％的硫、最大值1.0wt％的鈷、以及余量的鎳和附帶雜質(zhì)。更優(yōu)選地，鎳合金包覆層包括：8.5至10.0wt％的鉬、20.0至23.0wt％的鉻、最大值1.0wt％的鎢、最大值0.4wt％的鋁、最大值0.4wt％的鈦、最大值0.01wt％的碳、最大值0.02wt％的氮、最大值0.15wt％的硅、最大值0.5wt％的鈮、最大值0.5wt％的鐵、最大值0.5wt％的錳、最大值0.015wt％的磷、最大值0.015wt％的硫、最大值1.0wt％的鈷、以及余量的鎳和附帶雜質(zhì)。鈮(Nb)：最大值1.0wt％在本發(fā)明的鎳合金包覆層中，Nb最大值為1.0wt％，以確保擠出坯料的固相點(diǎn)大于1312℃(2393°F)。這允許擠出坯料的包覆合金具有接近鋼殼的非常低的流動(dòng)應(yīng)力，而不形成導(dǎo)致襯里故障的液相。作為Nb含量的函數(shù)的固相點(diǎn)溫度的這種增加，如通過(guò)Thermo-Calc軟件所預(yù)測(cè)的，可見(jiàn)于附圖1-4。使用圖1中給出的等式，預(yù)測(cè)的固相點(diǎn)在1.0wt％Nb下為1312℃(2393°F)，在0.7wt％Nb下為1318℃(2406°F)，在0.5wt％Nb下為1326℃(2418°F)。在較高的固相點(diǎn)溫度下，可以增加允許的最大擠出溫度。優(yōu)選地，固相點(diǎn)溫度升高到大于1312℃(2393°F)。在增加的擠出溫度下，鎳合金包覆層具有降低的流動(dòng)應(yīng)力，如圖2所示，圖2示出了與20MoCrS4母體材料的峰值流動(dòng)應(yīng)力相比，本發(fā)明的鎳合金包覆層的峰值流動(dòng)應(yīng)力。可以看出，在較高的擠出溫度下，鎳包覆材料和母體材料的峰值流動(dòng)應(yīng)力之間的差異減小。此外，在增加的擠出溫度下，鎳合金包覆層具有改善的延展性，如圖3所示，圖3示出了在較高固相點(diǎn)溫度下增加的延展性。延展性的這種改善也可以在圖4中看出，其中具有0.33wt％Nb的鎳包覆材料的面積減少在較高溫度下顯著高于具有3.15-4.15wt％Nb的鎳包覆材料的面積減少?？梢钥闯觯哂?.15-4.15wt％Nb的鎳包覆材料的面積減少在大約1204℃(2200°F)下降至零，而具有0.33wt％Nb的鎳包覆材料在相同溫度下具有約55wt％的面積減少。所有這些因素總體上顯著地增強(qiáng)了擠出性能，允許在包覆層中沒(méi)有表面缺陷的共擠出包覆管的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，并且當(dāng)使用不同的擠出溫度用于母體金屬和包覆層時(shí)，不需要額外的設(shè)備和復(fù)雜性。即使碳保持盡可能低，需要至少最小量的鈮來(lái)結(jié)合存在的碳，以便使合金從致敏中穩(wěn)定并提供良好的耐晶間腐蝕性。鈮用于合金中，如美國(guó)專(zhuān)利US4,765,956中所述的合金，以賦予高溫燃?xì)鉁u輪機(jī)應(yīng)用所需的高溫性能，包括耐高溫應(yīng)力斷裂性。然而，像這樣的合金也具有優(yōu)異的一般腐蝕性能，特別是在高氯化物、酸性環(huán)境中良好的耐點(diǎn)蝕和抗裂紋性，因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的合金可用于油和氣體應(yīng)用中，其中鈮賦予的高溫性能不是所需的。合金的耐腐蝕性主要源于合金中存在的鉬和鉻，如一般的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)(PREN)公式所表示的：PREN＝％Cr+3.3％Mo。雖然鈮也對(duì)合金的耐腐蝕性提供了很小的貢獻(xiàn)，但其貢獻(xiàn)是足夠小的，它不包括在用于確定合金的相對(duì)耐腐蝕性的PREN公式中。因此，用于本發(fā)明方法的含有較少鈮的合金(ASTMG48-C中為75℃(167°F)，ASTMG28-A中為每年10密耳)僅比美國(guó)專(zhuān)利US4,765,956描述的合金(ASTMG48-C中的80℃(176°F)，ASTMG28-A中每年16密耳)具有略小的耐腐蝕性，如表1所示，其中臨界點(diǎn)蝕溫度(CPT)測(cè)定為75℃(167°F)。由于低鈮造成的這種小的耐腐蝕性降低可以通過(guò)提高其它合金元素如鉻和鉬的量來(lái)抵消。表1本發(fā)明共擠出管的鎳包覆層根據(jù)ASTMG48-C的臨界點(diǎn)蝕溫度(CPT)環(huán)境：根據(jù)ASTMG48-C在所示溫度下暴露72小時(shí)鉬(Mo)：6.0至12.0wt％鉬通過(guò)固溶強(qiáng)化有利于提高合金的強(qiáng)度，并且提供對(duì)局部點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的抵抗力。為了實(shí)現(xiàn)期望的效果，將鉬控制為至少6.0wt％，優(yōu)選至少8.5wt％。然而，過(guò)量的鉬可導(dǎo)致在合金中形成不期望的相，例如σ相。因此，將鉬含量控制為至多12.0wt％，優(yōu)選至多10.0wt％。鉻(Cr)：19.0至27.0wt％為了賦予合金耐腐蝕性，最少需要19.0wt％的鉻。為了獲得所需的效果，將鉻控制為至少19.0wt％，優(yōu)選至少20.0wt％。為了避免不期望的相(例如σ和αCr)的沉淀，需要最大值為27.0wt％的鉻。因此，將鉻含量控制為至多27.0wt％，優(yōu)選至多23.0wt％。鎢(W)：最大值1.0wt％除了所需的鉬含量為6.0至12.0wt％之外，鎢以1.0wt％的量添加到合金中，而不會(huì)不利地影響輥壓包覆層的機(jī)械性能和耐腐蝕性能。然而，高于約1.0wt％的W，合金在擠出期間變得易受不期望的相和較高的流動(dòng)應(yīng)力的影響。因此，將鎢含量控制為至多1.0wt％。鋁(Al)：最大值0.6wt％鋁不應(yīng)超過(guò)約0.6wt％，以避免可以使合金硬化的γ相沉淀，從而增加制造期間輥壓包覆層脫粘的敏感性。在熔化期間將Al添加到合金中以增強(qiáng)合金的脫氧。因此，將鋁含量控制為至多0.6wt％，優(yōu)選至多0.4wt％。鈦(Ti)：最大值0.6wt％鈦不應(yīng)超過(guò)約0.6wt％，以避免可以使合金硬化的γ相沉淀，從而增加制造期間輥壓包覆層脫粘的敏感性。在熔化期間將Ti添加到合金中以在制造期間增強(qiáng)輥壓包覆層期間的可鍛性。因此，將鈦含量控制為至多0.6wt％，優(yōu)選至多0.4wt％。碳(C)：0.001至0.05wt％加入至少0.001wt％的碳以有助于在熔融期間合金的脫氧。為了實(shí)現(xiàn)期望的效果，將碳控制為至少0.001wt％。碳必須保持低于最大值0.05wt％，以避免界面碳化物的沉淀，界面碳化物是脆性的，并且極大地妨礙可成形性。因此，將碳含量控制為至多0.05wt％，優(yōu)選至多0.025wt％，更優(yōu)選0.01wt％。氮(N)：0.001至0.035wt％在合金中的在其溶解度極限內(nèi)的氮將有利地增強(qiáng)其強(qiáng)度和耐腐蝕性，而不會(huì)不利地影響延展性。為了實(shí)現(xiàn)期望的效果，將氮控制為至少0.001wt％。在任何給定溫度下，高于其溶解度極限的氮將在熔化期間與鈦結(jié)合以形成TiN，這將顯著地不利地影響輥壓粘合過(guò)程。因此，將氮含量控制為至多0.035wt％，優(yōu)選至多0.02wt％。硅(Si)：0.001至0.3wt％將最小值0.001wt％的Si添加到合金中，以通過(guò)在輥壓粘合過(guò)程期間增強(qiáng)合金對(duì)鋼的潤(rùn)濕性來(lái)增強(qiáng)輥壓粘合過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)期望的效果，將硅控制為至少0.001wt％。硅在輥壓粘合過(guò)程期間對(duì)高溫延展性是高度不利的，并且應(yīng)避免高于其限定的最大含量。因此，將硅含量控制為至多0.3wt％，優(yōu)選至多0.15wt％。鐵(Fe)：最大值2.5wt％為了保持耐腐蝕性并且確保輥壓包覆層根據(jù)ASTMG48-C顯示至少60℃(140°F)的臨界點(diǎn)蝕溫度，鐵必須限制為最大值2.5wt％。因此，將鐵含量控制為至多2.5wt％，優(yōu)選至多1.0wt％，更優(yōu)選至多0.5wt％。錳(Mn)：最大值0.5wt％錳必須保持低于最大值0.5wt％，以確保在所有操作過(guò)程中的可操作性。因此，將錳含量控制為至多0.5wt％。磷(P)：最大值0.015wt％磷必須保持在0.015wt％以下，以確保制造期間輥壓包覆層的最佳機(jī)械性能和可鍛性。因此，將磷含量控制為至多0.015wt％。硫(S)：最大值0.015wt％硫必須保持在0.015wt％以下，以確保制造期間輥壓包覆層的最佳機(jī)械性能和可鍛性。因此，將硫含量控制為至多0.015wt％。鈷(Co)：最大值1.0wt％高于約1.0wt％的鈷可以在加工期間不利地增加強(qiáng)度，同時(shí)增加成本而不產(chǎn)生任何有益效果。因此，將鈷含量控制為至多1.0wt％。母體金屬是碳鋼、低合金鋼或鉻鉬鋼。這種鋼包括但不限于滿足用于管線的美國(guó)石油學(xué)會(huì)規(guī)范(API規(guī)范5L)的用于X52級(jí)至X80級(jí)的鋼和其它碳和低合金鋼。提供了在外徑上具有碳鋼、低合金鋼或鉻鉬鋼母體金屬和在內(nèi)徑上具有鎳合金包覆層的中空?qǐng)A柱形坯料?；谧罱K管中所需的壁厚分布來(lái)選擇母體金屬和包覆層的比例。坯料可以通過(guò)將鎳合金包覆材料的中空?qǐng)A柱體同心地放置在母體材料的中空?qǐng)A柱體內(nèi)而產(chǎn)生。中空?qǐng)A柱坯料可以通過(guò)任何合適的方法制備?；蛘?，提供在內(nèi)徑上具有碳鋼、低合金鋼或鉻鉬鋼母金屬和在外徑上具有鎳合金包覆層的中空?qǐng)A柱形坯料。坯料可以通過(guò)將鎳合金包覆材料的中空?qǐng)A柱體同心地圍繞母體材料的中空?qǐng)A柱體的外部放置來(lái)生產(chǎn)。將坯料在爐中加熱至擠出溫度。擠出溫度可以是1121-1260℃(2050-2300°F)。一旦坯料處于擠出溫度，將其從爐中取出并裝載到擠出機(jī)上用于擠出。擠出機(jī)設(shè)置有適當(dāng)尺寸的模具，以產(chǎn)生所需尺寸的管直徑、母體金屬和包覆層壁厚度分布以及長(zhǎng)度。擠出之后的熱處理基于對(duì)母體金屬和包覆層的性質(zhì)的要求來(lái)選擇，并且可以包括選自固溶退火、奧氏體化和回火的一種或多種熱處理。每個(gè)熱處理步驟之后可以進(jìn)行空氣或優(yōu)選水淬火。例如，對(duì)于具有鎳合金包覆層的API5LX級(jí)材料，熱處理應(yīng)包括對(duì)母體材料進(jìn)行淬火和回火并固溶鎳合金。實(shí)施例使用X65級(jí)鋼管(組成在下表2中給出)制備用于擠出的初始坯料，初始坯料被鉆削，并且機(jī)械加工成中空?qǐng)A柱體，中空?qǐng)A柱體具有276.4毫米(10.88英寸)外徑×68.6毫米(2.70英寸)的壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)，和耐腐蝕鎳合金的內(nèi)襯(組成在下表2中給出)，內(nèi)襯具有138.9毫米(5.47英寸)外徑×28.2毫米(1.11英寸)壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)。使用VIM/ESR鑄錠制造鎳合金。將擠出坯料加熱至1232℃(2250°F)，并擠出為10米(32.8英尺)的管，該管具有的外鋼殼為203.2毫米(8.0英寸)、在界面處的內(nèi)徑為169.1毫米(6.66英寸)、在界面處的內(nèi)部耐腐蝕襯里的外徑為169.1毫米(6.66英寸)和內(nèi)襯直徑為165.1毫米(6.5英寸)。因此，鋼殼的厚度為17.1毫米(0.67英寸)，耐腐蝕內(nèi)襯的厚度為2.00毫米(0.08英寸)。將擠出物空氣冷卻至室溫，然后在982℃(1800°F)下進(jìn)行固溶退火一小時(shí)，并進(jìn)行水淬火。為了使鋼奧氏體化，然后對(duì)管進(jìn)行926℃(1699°F)熱處理一個(gè)半小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。然后將管在635℃(1175°F)回火兩小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。表2X65級(jí)鋼和耐腐蝕內(nèi)襯合金的組成合金CMnPSNiCrMoCuX650.101.180.0060.0030.260.170.160.16內(nèi)襯0.040.010.0060.00166.022.48.82-合金FeCoAlTiNbVSiX6597.60.010.03<0.010.030.050.27內(nèi)襯2.140.050.120.200.10-0.03然后評(píng)價(jià)管的機(jī)械性能。根據(jù)ASTME8，發(fā)現(xiàn)管具有67.5ksi的0.2％屈服強(qiáng)度，極限抗拉強(qiáng)度為82.2ksi，伸長(zhǎng)率為32％，面積減少為83％。夏比沖擊強(qiáng)度在-29℃(-20°F)下為299ft-lbs(三次測(cè)試的平均值)。根據(jù)ASTME384，使用10kgf壓頭負(fù)荷測(cè)量鋼的中間壁硬度為192維氏，內(nèi)襯的硬度為199維氏。為了證明內(nèi)襯的耐腐蝕性，進(jìn)行了兩個(gè)試驗(yàn)。ASTMG28-A方法試驗(yàn)結(jié)果為0.16毫米/年，50℃(122°F)下72小時(shí)后的ASTMG48-C方法A試驗(yàn)結(jié)果為0.6毫克。使用X65級(jí)鋼管(組成在下表3中給出)制備用于擠出的第二坯料，坯料被鉆削并且機(jī)械加工成中空?qǐng)A柱體，中空?qǐng)A柱體具有276.4毫米(10.88英寸)外徑×68.6毫米(2.70英寸)的壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)，和耐腐蝕鎳合金的內(nèi)襯(組成在下表3中給出)，內(nèi)襯具有138.9毫米(5.47英寸)外徑×28.2毫米(1.11英寸)壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)。使用VIM/ESR鑄錠制造鎳合金。將擠出坯料加熱至1232℃(2250°F)，并擠出為10米(35.8英尺)的管，該管具有的外鋼殼為203.2毫米(8.0英寸)、在界面處的內(nèi)徑為169.1毫米(6.66英寸)、在界面處的內(nèi)部耐腐蝕襯里的外徑為169.1毫米(6.66英寸)、內(nèi)襯直徑為165.1毫米(6.5英寸)。因此，鋼殼的厚度為17.1毫米(0.67英寸)，耐腐蝕內(nèi)襯的厚度為2.00毫米(0.08英寸)。將擠出物空氣冷卻至室溫，然后在982℃(1800°F)下進(jìn)行固溶退火一小時(shí)，并進(jìn)行水淬火。為了使鋼奧氏體化，然后對(duì)管進(jìn)行926℃(1699°F)熱處理一個(gè)半小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。然后將管在635℃(1175°F)回火兩小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。表3X65級(jí)鋼和耐腐蝕內(nèi)襯合金的組成合金CMnPSNiCrMoCuX650.091.150.0080.0030.240.180.150.14內(nèi)襯0.020.010.0070.00167.122.78.91-合金FeCoAlTiNbVSiX6597.70.010.03<0.010.030.040.27內(nèi)襯0.620.030.260.28<0.01-0.03然后評(píng)價(jià)管的機(jī)械性能。根據(jù)ASTME8，發(fā)現(xiàn)管具有67.2ksi的0.2％屈服強(qiáng)度，極限抗拉強(qiáng)度為85.2ksi，伸長(zhǎng)率為32％，面積減少為80％。夏比沖擊強(qiáng)度在-29℃(-20°F)下為214ft-lbs(三次測(cè)試的平均值)。根據(jù)ASTME384，使用10kgf壓頭負(fù)荷測(cè)量鋼的中間壁硬度為194維氏，內(nèi)襯的硬度為206維氏。為了證明內(nèi)襯的耐腐蝕性，進(jìn)行了兩個(gè)試驗(yàn)。ASTMG28-A方法測(cè)試結(jié)果為0.73毫米/年，50℃(122°F)下72小時(shí)后的ASTMG48-C方法A測(cè)試結(jié)果為3.3毫克。使用X65級(jí)鋼管(組成在下表4中給出)制備用于擠出為更小尺寸的管的四個(gè)附加坯料，并且機(jī)械加工成中空?qǐng)A柱體，中空?qǐng)A柱體具有276.4毫米(10.88英寸)外徑×68.6毫米(2.701英寸)的壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)，和耐腐蝕鎳合金的內(nèi)襯(組成在下表4中給出)，內(nèi)襯具有138.9毫米(5.47英寸)外徑×28.2毫米(1.11英寸)壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)。鎳合金使用VIM/VAR鑄錠制成。將擠出坯料加熱至1232℃(2250°F)，并在擠出成管，該管具有的外鋼殼為114.3毫米(4.5英寸)、在界面處的內(nèi)徑為84.3毫米(3.32英寸)、在界面處的內(nèi)部耐腐蝕襯里的外徑為84.3毫米(3.32英寸)內(nèi)襯直徑為76.2毫米(3.0英寸)。因此，鋼殼的厚度為15毫米(0.59英寸)，耐腐蝕內(nèi)襯的厚度為4.06毫米(0.16英寸)。將擠出物空氣冷卻至室溫，然后在982℃(1800°F)下進(jìn)行固溶退火一小時(shí)，并進(jìn)行水淬火。為了使鋼奧氏體化，然后對(duì)管進(jìn)行926℃(1699°F)熱處理一個(gè)半小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。然后將管在635℃(1175°F)回火兩小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。使用ASTMA262-B和G48-C試驗(yàn)程序評(píng)價(jià)每個(gè)管的內(nèi)襯的耐腐蝕性，并發(fā)現(xiàn)其等同于上述實(shí)施例。表4X65級(jí)鋼和耐腐蝕內(nèi)襯合金的組成合金CMnPSNiCrMoCuX650.111.250.0080.0050.280.100.200.14內(nèi)襯0.0080.08<0.0050.00165.822.249.04-合金FeCoAlTiNbVSiX6597.55-0.04<0.010.040.050.31內(nèi)襯2.180.050.340.200.14-<0.005使用X65級(jí)鋼管(組成在下表5中給出)制備用于擠出的兩個(gè)坯料，并且機(jī)械加工成中空?qǐng)A柱體，中空?qǐng)A柱體具有319毫米(12.56英寸)外徑×69.5毫米(2.74英寸)的壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)，和耐腐蝕鎳合金的內(nèi)襯(組成在下表5中給出)，其被機(jī)械加工成具有180毫米(7.09英寸)外徑×23.2毫米(0.91英寸)壁×1003.3毫米(39.5英寸)長(zhǎng)。使用VIM/ESR鑄錠制造鎳合金。將擠出坯料加熱至1232℃(2250°F)，并擠出為10米(32.8英尺)的管，該管具有外鋼殼為101.6毫米(4.0英寸)、在界面處的內(nèi)徑為86.5毫米(3.41英寸)、在界面處的內(nèi)部耐腐蝕襯里的直徑為86.5毫米(3.41英寸)內(nèi)襯直徑為82.6毫米(3.25英寸)。因此，鋼殼的厚度為15.1毫米(0.59英寸)，耐腐蝕內(nèi)襯的厚度為3.99毫米(0.157英寸)。將擠出物空氣冷卻至室溫，然后在982℃(1800°F)下進(jìn)行固溶退火一小時(shí)，并進(jìn)行水淬火。為了使鋼奧氏體化，然后對(duì)管進(jìn)行926℃(1699°F)熱處理一個(gè)半小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。然后將管在635℃(1175°F)回火兩小時(shí)，隨后進(jìn)行水淬火。表5X65級(jí)鋼和耐腐蝕內(nèi)襯合金的組成合金CMnPSNiCrMoCuX650.111.250.0080.0050.280.100.200.14內(nèi)襯10.0080.086<0.005<0.00165.8922.189.10-內(nèi)襯20.0080.077<0.005<0.00166.4422.048.82-合金FeAlTiNbVSiX6597.550.04<0.010.040.050.31內(nèi)襯12.070.2400.1760.12-0.124內(nèi)襯21.980.2410.1620.12-0.109然后評(píng)價(jià)管的機(jī)械性能。根據(jù)ASTME8，發(fā)現(xiàn)管具有84.1ksi的0.2％屈服強(qiáng)度，極限抗拉強(qiáng)度為97.4ksi，伸長(zhǎng)率為32.5％。夏比沖擊強(qiáng)度在-29℃(-20°F)下為165ft-lbs(三次測(cè)試的平均值)。根據(jù)ASTME384，使用10kgf壓頭負(fù)荷測(cè)量鋼的中間壁硬度為221維氏，并且內(nèi)襯的硬度為176維氏。雖然為了說(shuō)明的目的已經(jīng)基于目前認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，這樣的細(xì)節(jié)僅用于該目的，并且本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施方案，而是相反，旨在涵蓋在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改和等同布置。例如，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明預(yù)期在可能的程度上，任何實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)特征可以與任何其它實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)特征組合。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3