本發(fā)明涉及在水冷核反應(yīng)堆中表現(xiàn)出較高的抗中子輻照性及耐腐蝕性的燃料包殼管領(lǐng)域，具體為一種核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼金屬無(wú)縫復(fù)合管結(jié)構(gòu)及其制備方法。

　　背景技術(shù)：

　　zr合金過(guò)去和現(xiàn)在都是重要的核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料，在300～400℃的高壓水和蒸汽中有很好的抗蝕和抗中子輻照性能，一些新開(kāi)發(fā)的zr合金(如：zirlo、m5、e635等)用作壓水堆和沸水堆的高燃耗燃料組件的包殼和結(jié)構(gòu)部件。先進(jìn)鋯合金研究?jī)?nèi)容包括：耐腐蝕性能、機(jī)械性能、水腐蝕性能、抗輻照生長(zhǎng)性能、抗pci(芯塊與包殼的相互作用)裂紋擴(kuò)展，以及提高燃料燃耗。

　　奧氏體不銹鋼由于良好的抗腐蝕和抗熱蠕變能力成為第一代快堆的包殼材料，但這些奧氏體鋼有嚴(yán)重的輻照腫脹問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加穩(wěn)定化元素(如：ti等)和適度冷變形可以減小腫脹的程度，發(fā)展出15-15ti、316ti等燃料包殼材料。但當(dāng)輻照劑量較高時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的輻照腫脹，因此不能在高輻照的先進(jìn)堆中使用。

　　鐵素體/馬氏體耐熱鋼被考慮作為第四代反應(yīng)堆中快堆設(shè)計(jì)的包殼主要候選材料，他們具有高熱導(dǎo)率和低熱膨脹系數(shù)，有比奧氏體鋼優(yōu)越的抗腫脹性能和小而穩(wěn)定的腫脹速。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％～9％的鐵素體/馬氏體耐熱鋼顯示最高的抗腫脹能力，低腫脹是這一類(lèi)鐵素體合金的普遍具有的性能。因此，這類(lèi)合金成為快中子增殖堆理想的備選材料，但該類(lèi)材料在550℃以上強(qiáng)度降低，限制它們用作先進(jìn)堆的關(guān)鍵材料。

　　氧化物彌散強(qiáng)化鋼(ods鋼)，包括鐵素體鋼、馬氏體鋼和鐵素體/馬氏體雙相耐熱鋼。研究表明，納米結(jié)構(gòu)ods鋼的微觀結(jié)構(gòu)使其具優(yōu)異的抗輻照能力，可以滿(mǎn)足先進(jìn)堆核心材料的抗輻照要求(特別是高h(yuǎn)e情況下的抗he脹能力)，可滿(mǎn)足或接近滿(mǎn)足650℃使用溫度的強(qiáng)度要求，成為先進(jìn)堆核心部件備選材料。但該材料的加工成本高，后續(xù)變形加工困難。

　　自2011年日本福島核事故后，提出耐事故燃料(atf)，它是為了提高燃料元件，探索抗loca(冷卻劑缺失工況)事故包殼材料燃料棒。復(fù)合管是其中一種方案。

　　復(fù)合管制備加工過(guò)程的坯料封裝方法，真空電子束封裝[參見(jiàn)以下文獻(xiàn)：①李聰、李繼威、曾奇峰等，一種核燃料元件包殼鋯合金鈦合金復(fù)合管及其制備方法，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn106078086a，公開(kāi)日2016-11-09；②李聰、李繼威、曾奇峰等，一種核燃料元件包殼鋯合金鈦合金復(fù)合管及其制備方法，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn106128532a，公開(kāi)日2016-11-16；③西屋電氣公司，水堆燃料包殼管，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn86101123a，公開(kāi)日1987-1-21]，將管坯組合后采用真空電子束焊接，保持管坯間隙間真空狀態(tài)。該方法存在問(wèn)題是加工成本高，設(shè)備尺寸限制管坯的尺寸。

　　復(fù)合管金屬層間冶金結(jié)合熱復(fù)合方法，熱擠壓復(fù)合法[參見(jiàn)以下文獻(xiàn)：①李聰、李繼威、曾奇峰等，一種核燃料元件包殼鋯合金鈦合金復(fù)合管及其制備方法，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn106078086a，公開(kāi)日2016-11-09；②李聰、李繼威、曾奇峰等，一種核燃料元件包殼鋯合金鈦合金復(fù)合管及其制備方法，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn106128532a，公開(kāi)日2016-11-16]，采用封裝的管坯，并封裝上內(nèi)保套和外包套，經(jīng)過(guò)加熱后，采用擠壓機(jī)進(jìn)行熱擠出加工，實(shí)現(xiàn)冶金復(fù)合。該方法存在問(wèn)題是內(nèi)層外層厚度不均勻，設(shè)備要求高。

　　復(fù)合管的金屬層間冶金結(jié)合熱復(fù)合方法，熱旋鍛冶金復(fù)合的方法[參見(jiàn)文獻(xiàn)：劉新華、謝建新、劉雪峰等，一種高性能銅/鈦復(fù)合管的制備方法，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)cn103861888a，公開(kāi)日2014-06-18]，在復(fù)合管坯插入芯棒，采用旋鍛方法施加大道次變形加工，并在旋鍛出口處進(jìn)行噴水冷卻，實(shí)現(xiàn)復(fù)合管的冶金復(fù)合。該方法存在問(wèn)題是內(nèi)層外層厚度不均勻，管坯內(nèi)表面質(zhì)量不好。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的是提供一種核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼金屬無(wú)縫復(fù)合管及其制備方法，這種包殼管各層金屬具有不同的應(yīng)用特性，層間冶金結(jié)合，可提高壓水反應(yīng)堆燃料棒的抗loca事故能力，或提高鉛鉍快堆燃料棒的抗鉛腐蝕、抗輻照腫脹能力。

　　為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

　　一種核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管，外層fecral合金管和內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管，外層fecral合金管與內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管之間直接形成冶金結(jié)合層；或者，在外層fecral合金管與內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管中間采用fe基過(guò)渡層，外層fecral合金管、內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管分別與過(guò)渡層形成冶金結(jié)合層。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管，冶金結(jié)合層含有元素包括：fe、cr、mn、al、mo、nb、ti、v、si、c、n和稀土元素中的一種或兩種以上。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管，內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管的厚度為0.1mm～0.4mm，外層fecral合金管的厚度為0.05～0.3mm，冶金結(jié)合層厚度為大于0～0.1mm，過(guò)渡層厚度低于外層厚度的50％。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，(1)復(fù)合管結(jié)構(gòu)如下：內(nèi)層為鐵素體/馬氏體耐熱鋼材料，外層為fecral合金材料，二者之間為鐵基材料輔助過(guò)渡層；(2)包殼用金屬無(wú)縫復(fù)合管的制備步驟：無(wú)縫復(fù)合管坯料的表面拋光→無(wú)縫復(fù)合管坯料的除氣裝配封裝→熱變形加工冶金復(fù)合→退火熱處理→冷軋冷拔及中間退火→最終熱處理→矯直→清洗→成品檢驗(yàn)；該方法由外層、中間過(guò)渡層及內(nèi)層管組裝后，經(jīng)排氣后裝配封裝成無(wú)縫復(fù)合管坯料并焊接端頭密封，經(jīng)加熱后，采用熱變形加工的方法形成冶金復(fù)合的無(wú)縫復(fù)合管，最終通過(guò)冷變形或熱變形加工成所需規(guī)格的成品管。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，包括如下步驟：

　　(a)無(wú)縫復(fù)合管坯料的準(zhǔn)備

　　將外層fecral合金加工成管坯；

　　將內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼加工成管坯或棒料；

　　將中間過(guò)渡層鐵基材料加工成管坯；

　　(b)無(wú)縫復(fù)合管坯料的表面拋光

　　將外層管、中間過(guò)渡層管、內(nèi)層管的內(nèi)外表面或內(nèi)層棒表面分別進(jìn)行機(jī)械拋光處理或化學(xué)拋光處理，達(dá)到表面粗糙度至ra0.1μm，各層管之間間隙-0.1mm～2mm；

　　(c)無(wú)縫復(fù)合管坯料的裝配封裝

　　將fecral合金外層管、中間過(guò)渡層管、內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管或棒經(jīng)裝配后，排除管坯中間的氣體，排氣后立即焊接端頭進(jìn)行密封；

　　(d)熱變形加工冶金復(fù)合

　　將由fecral合金外層管、中間過(guò)渡層管、內(nèi)層鐵素體/馬氏體耐熱鋼管坯料，經(jīng)排氣封裝后的進(jìn)行加熱保溫，采用熱變形加工在高溫?zé)釘U(kuò)散作用和大壓力變形作用下實(shí)現(xiàn)復(fù)合管的冶金復(fù)合，熱變形方法包括熱旋鍛、熱精鍛、熱旋壓、熱軋或熱等靜壓；

　　(e)退火熱處理

　　將冶金復(fù)合后的管坯，進(jìn)行分段保溫加熱，并控制冷卻速率，去除內(nèi)應(yīng)力，控制組織形態(tài)，提高可加工性能；加熱溫度700～1000℃保溫30～60分鐘，爐冷到300～600℃后保溫30～90分鐘，空冷。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，步驟(a)所述的外層fecral合金材料為鐵素體fecral合金或其改進(jìn)型，或?yàn)檠趸飶浬?qiáng)化fecral合金；其中，fecral合金的化學(xué)成分包含：cr12.0～20.0wt％，al4.0～7.0wt％，c0～0.1wt％，nb0.1～1.0wt％，v0～0.5wt％，si0.1～1.5wt％，mn0～1.5wt％，fe余；步驟(a)所述的鐵素體/馬氏體耐熱鋼為t91、p91或其改進(jìn)型或clam低活化馬氏體鋼。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，步驟(c)所述的裝配封裝，采用如下方法之一：

　　方法1，將拋光好的管坯，逐層完成過(guò)盈裝配；將內(nèi)層管浸入低溫溶液中，低溫溶液采用液氮介質(zhì)；內(nèi)層管在低溫下收縮，擦凈后，裝配入外層管，待恢復(fù)室溫時(shí)，達(dá)到過(guò)盈裝配，通過(guò)該方法將雙層或多層復(fù)合管分別實(shí)現(xiàn)過(guò)盈裝配，裝配后管坯進(jìn)行焊接封裝；

　　方法2，將拋光好的管坯，逐層完成拉拔裝配；將外層管、內(nèi)層管裝配后，同時(shí)進(jìn)行管頭的縮管加工；然后進(jìn)行帶芯棒拉拔，使管減壁減徑，實(shí)現(xiàn)排氣裝配，裝配后管坯進(jìn)行焊接封裝；

　　方法3，將拋光好的管坯，進(jìn)行逐層裝配后，在各層管間隙中預(yù)留真空抽氣管，并焊接封裝；焊接后，通過(guò)真空泵進(jìn)抽真空處理，抽真空后將抽氣管焊接封口。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，步驟(d)所述的熱變形加工冶金復(fù)合，采用如下方法之一：

　　方法1，裝配封裝的管坯放入電阻爐加熱或感應(yīng)加熱，加熱至800～1200℃，保溫3～30min，經(jīng)熱軋加工，減徑1～6mm，進(jìn)料速度0.2～2m/min；

　　方法2，裝配封裝的管坯放入電阻爐加熱或感應(yīng)加熱，加熱至800～1200℃，保溫3～30min，經(jīng)熱旋鍛大變形加工，減徑1～6mm，進(jìn)料速度0.5～2m/min；

　　方法3，裝配封裝的管坯放入電阻爐加熱或感應(yīng)加熱，加熱至800～1200℃，保溫3～30min，經(jīng)熱旋壓變形加工，減徑1～6mm，進(jìn)料速度0.1～1m/min；

　　方法4，裝配封裝的管坯放入電阻爐加熱或感應(yīng)加熱，加熱至800～1200℃，保溫3～30min，經(jīng)熱精鍛大變形加工，減徑1～6mm，進(jìn)料速度0.5～2m/min；

　　方法5，經(jīng)排氣封裝的管坯，采用熱等靜壓的方式復(fù)合加工，加熱溫度800～1200℃，保溫30～120min，壓力100～300mpa。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，退火熱處理之后，進(jìn)行冷軋冷拔及中間退火處理：將機(jī)械加工后的管坯，利用冷軋管機(jī)進(jìn)行冷軋，或拉拔機(jī)冷拔，控制每道次冷軋管減徑減壁變形量，道次變形量5～50％；金屬無(wú)縫復(fù)合管冷軋冷拔過(guò)程中的中間退火處理，采用真空氣淬爐或氣氛保護(hù)爐，加熱溫度700～1000℃保溫10～60分鐘，爐冷到300～600℃后保溫30～90分鐘，采用氣體快速冷卻。

　　所述的核反應(yīng)堆核燃料包殼用fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼復(fù)合管的制備方法，冷軋冷拔及中間退火處理之后，進(jìn)行最終熱處理：最終成品尺寸管材放入真空氣淬熱處理爐中進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，控制管材力學(xué)性能及微觀組織；淬火加熱溫度900～1050℃，保溫5～30分鐘，惰性氣體冷卻；回火加熱溫度700～780℃，保溫30～150分鐘，惰性氣體冷卻。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：

　　1、相對(duì)于單一材質(zhì)無(wú)縫管，fecral合金與t91鐵素體/馬氏體耐熱鋼金屬無(wú)縫復(fù)合管結(jié)合內(nèi)外層金屬各自的優(yōu)點(diǎn)，可以提高耐蝕性同時(shí)，提高抗高溫氧化能力，提高抗輻照能力。對(duì)提高核設(shè)備、工業(yè)設(shè)備的安全性和可靠性具有顯著作用。新型包殼管用于壓水堆，可提高燃料棒的抗loca事故的能力，用于鉛鉍快堆，可提高抗鉛鉍腐蝕及抗輻照性能。

　　2、鑒于現(xiàn)有單層合金包殼管、復(fù)合管加工技術(shù)的不足，本發(fā)明金屬無(wú)縫復(fù)合管及其制備工藝，金屬無(wú)縫復(fù)合管排氣封裝的方法包括拉拔排氣方法、低溫過(guò)盈排氣封裝方法；金屬無(wú)縫復(fù)合管冶金復(fù)合加工的方法包括熱旋壓復(fù)合、熱軋復(fù)合、熱精鍛復(fù)合。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中以拉拔排氣封裝方法和熱旋壓復(fù)合加工方法所制造φ9.5mm×0.5mm的fecral(外層)/fe合金/t91三層復(fù)合管的縱向橫截面金相照片。

　　圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中以低溫過(guò)盈裝配排氣封裝的方法，熱旋鍛復(fù)合加工方法所制造的φ9.5mm×0.5mm的fecral(外層)/fe合金/t91三層復(fù)合管的縱向橫截面金相照片。

　　具體實(shí)施方式

　　在具體實(shí)施過(guò)程中，本發(fā)明復(fù)合管結(jié)構(gòu)如下：內(nèi)層為鐵素體/馬氏體耐熱鋼材料，外層為fecral合金材料，二者之間為鐵基材料輔助過(guò)渡層。包殼用金屬無(wú)縫復(fù)合管的制備步驟：無(wú)縫復(fù)合管坯料的表面拋光→無(wú)縫復(fù)合管坯料的裝配封裝→熱變形加工冶金復(fù)合→退火熱處理→冷軋冷拔及中間退火→最終熱處理→矯直→清洗→成品檢驗(yàn)；該方法由外層、中間過(guò)渡層及內(nèi)層管組裝后，經(jīng)排氣后裝配封裝成無(wú)縫復(fù)合管坯料并焊接端頭密封，經(jīng)加熱后，采用熱變形加工形成冶金復(fù)合的無(wú)縫復(fù)合管，最終通過(guò)冷變形或熱變形加工成所需規(guī)格的成品管。

　　下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明壓水堆及鉛鉍快堆、鈉冷快堆用金屬無(wú)縫復(fù)合包殼管及其制備方法做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于下列的實(shí)施例。本發(fā)明的fecral(外層)/t91復(fù)合管，室溫屈服強(qiáng)度≥350mpa，延伸率≥15％。

　　實(shí)施例1：

　　本實(shí)施例的金屬無(wú)縫復(fù)合管為fecral(外層)/fe合金(過(guò)渡層)/t91(內(nèi)層)三層復(fù)合，fecral合金成分為：cr12.5wt％，al4.2wt％，nb0.3wt％，fe余；過(guò)渡層為鐵合金分為：c0.01wt％，nb0.3wt％，si0.1wt％，mn0.2wt％，fe余；內(nèi)層為t91(p91)合金。其規(guī)格為φ9.5mm(外徑)×0.5mm(壁厚)，主要制備工藝如下：

　　(1)管坯拋光：將外層管、過(guò)渡管、內(nèi)層管內(nèi)外表面分別拋光至ra0.1μm，各層管之間的間隙為0.1mm左右。

　　(2)管坯裝配封裝：將拋光好的fecral、fe合金、t91管坯，逐層進(jìn)行帶芯棒拉拔裝配。將外層管、內(nèi)層管裝配后，同時(shí)進(jìn)行管頭的縮管加工。然后進(jìn)行帶芯棒拉拔，使管減壁減徑，實(shí)現(xiàn)排氣裝配。裝配后管坯進(jìn)行焊接封裝，裝配后管坯外徑25mm。

　　(3)熱復(fù)合加工采用熱旋壓的方法，裝配封裝的管坯放入電阻爐加熱，加熱至1200℃，保溫20分鐘。插入芯棒后經(jīng)熱旋壓變形加工實(shí)現(xiàn)冶金復(fù)合，進(jìn)料速度0.1m/min。經(jīng)5道次熱旋壓復(fù)合加工，共減徑5mm，加工成外徑20mm復(fù)合管坯。

　　(4)退火熱處理：將冶金復(fù)合后管坯，進(jìn)行保溫加熱，采用800℃保溫1小時(shí)，爐冷到600℃后保溫80分鐘，空冷，去除內(nèi)應(yīng)力，控制組織形態(tài)，提高可加工性能。

　　(5)冷軋及中間退火處理：將機(jī)械加工后的管坯，利用冷軋管機(jī)進(jìn)行冷軋，控制每道次減徑、減壁的變形量。中間退火處理采用真空氣淬爐，退火加熱溫度800℃保溫1小時(shí)，爐冷到600℃后保溫80分鐘，氬氣冷卻。

　　(6)最終熱處理：最終尺寸管材放入真空氣淬熱處理爐中進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，控制管材力學(xué)性能及微觀組織。淬火加熱溫度1020℃保溫10分鐘，氬氣冷卻；回火加熱溫度700～780℃保溫90分鐘，氬氣冷卻。

　　(7)矯直在成品熱處理后進(jìn)行矯直，采用矯直機(jī)矯直。

　　(8)清洗對(duì)矯直后管材進(jìn)行內(nèi)外表面清理，去除表面雜質(zhì)及油污。

　　(9)超聲波檢驗(yàn)清洗后復(fù)合管采用超聲波無(wú)損探傷，對(duì)加工后復(fù)合管進(jìn)行100％無(wú)損檢測(cè)。

　　本實(shí)施例中，制備為fecral(外層)/fe合金(過(guò)渡層)/t91(內(nèi)層)的復(fù)合管外徑φ9.5±0.03mm，壁厚為0.5±0.03mm。其中，內(nèi)層的厚度為0.30mm，外層的厚度為0.14mm，過(guò)渡層厚度為0.06mm。fe合金過(guò)渡層所起的作用：在熱復(fù)合時(shí)既與外層鐵鉻鋁合金焊合，也與內(nèi)層t91合金焊合。同時(shí)，過(guò)渡層在冷軋冷拔變形時(shí)起到協(xié)調(diào)變形的作用，保證冷變形可加工。外層、內(nèi)層分別與過(guò)渡層形成冶金結(jié)合層，冶金結(jié)合層厚度為大約為0.015mm。

　　表1為實(shí)施例1制備三層金屬?gòu)?fù)合管(fecral(外層)/t91(內(nèi)層))的拉伸性能

　　如圖1所示，所制造φ9.5×0.5mm的fecral(外層)/fe合金(過(guò)渡層)/t91(內(nèi)層)三層復(fù)合管，狀態(tài)為調(diào)質(zhì)態(tài)。從fecral-fe合金-t91三層復(fù)合管縱向斷面金相照片可以看出，圖片左側(cè)為t91合金，厚度約0.30mm，圖片右側(cè)為fecral合金，厚度約為0.14mm。中間層為fe合金，厚度約為0.06mm，三層之間界面結(jié)合良好，沒(méi)有裂紋，沒(méi)有縫隙。

　　實(shí)施例2：

　　本實(shí)施例的金屬無(wú)縫復(fù)合管為fecral(外層)/fe合金(過(guò)渡層)/t91(內(nèi)層)三層復(fù)合，fecral合金成分為：cr13.1wt％，al4.0wt％，v0.2wt％，fe余；過(guò)渡層為鐵合金分為：c0.005wt％，v0.3wt％，si0.15wt％，mn0.2wt％，fe余；內(nèi)層為t91(p91)合金。其規(guī)格為φ9.5mm(外徑)×0.5mm(壁厚)，主要制備工藝如下：

　　(1)管坯拋光，將外層管、過(guò)渡管、內(nèi)層管內(nèi)外表面分別進(jìn)行拋光，拋光至ra0.1μm，各層管之間間隙-0.1mm。

　　(2)管坯裝配封裝。將fe合金(過(guò)渡層)管浸入低溫液氮溶液中，過(guò)渡管在低溫下收縮，擦凈后，裝配入fecral(外層)管，待恢復(fù)室溫時(shí)，達(dá)到過(guò)盈裝配。然后將t91(內(nèi)層)浸入低溫液氮溶液中，t91(內(nèi)層)管在低溫下收縮，擦凈后，裝配入fecral(外層)/fe合金(過(guò)渡層)雙層管中。裝配后管坯進(jìn)行焊接封裝，裝配后管坯外徑25mm。

　　(3)熱復(fù)合加工采用熱旋鍛的方法，裝配封裝的管坯放入電阻爐加熱，加熱至1200℃，保溫20分鐘，經(jīng)熱旋鍛變形加工，減徑4mm，進(jìn)料速度0.2m/min。

　　(4)退火處理：將冶金復(fù)合后管坯，進(jìn)行保溫加熱，采用800℃保溫1小時(shí)，爐冷到600℃后保溫80分鐘，空冷，去除內(nèi)應(yīng)力，控制組織形態(tài)，提高可加工性能。

　　(5)冷軋及中間退火處理：將機(jī)械加工后的管坯，利用冷軋管機(jī)進(jìn)行冷軋，控制每道次減徑、減壁的變形量。中間退火采用真空氣淬爐，退火加熱溫度800℃保溫1小時(shí)，爐冷到600℃保溫80分鐘，空冷。

　　(6)最終熱處理最終尺寸管材放入真空氣淬熱處理爐中進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，控制管材力學(xué)性能及微觀組織。淬火加熱溫度1050℃，保溫10分鐘，氬氣冷卻；回火加熱溫度720℃，保溫90分鐘，氬氣冷卻。

　　(7)矯直在成品熱處理后進(jìn)行矯直，采用矯直機(jī)矯直。

　　(8)清洗對(duì)矯直后管材進(jìn)行內(nèi)外表面清理，去除表面雜質(zhì)及油污。

　　(9)超聲波檢驗(yàn)清洗后復(fù)合管采用超聲波無(wú)損探傷，對(duì)加工后復(fù)合管進(jìn)行100％無(wú)損檢測(cè)。

　　如圖2所示，所制造φ9.5×0.51mm的fecral(外層)/fe合金(過(guò)渡層)/t91(內(nèi)層)三層復(fù)合管，狀態(tài)為冷軋態(tài)。從fecral-fe合金-t91三層復(fù)合管縱向斷面金相照片可以看出，圖片左側(cè)為t91合金，厚度約0.34mm，圖片右側(cè)為fecral合金，厚度約為0.15mm。中間層為fe合金，厚度約為0.015～0.020mm，三層之間界面結(jié)合良好，沒(méi)有裂紋，沒(méi)有縫隙。