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镍/L360钢双金属复合管以其卓越的耐腐蚀性能、力学性能和加工性能正逐渐成为高含CO2、Cl-和H2S、高温、高压等恶劣油气田环境中管线运输的重要选择之一。但时至今日,对其材料性能和成型规律尚缺乏较为科学、系统的研究。本文采用理论与试验相结合的方法,比较了不同热处理工艺对管材力学性能的影响,并通过有限元模拟的方法确定了复合管液压胀形的工艺参数匹配,成功制备出了满足使用要求的大口径镍/L360钢双金属复合三通管。针对不同热处理工艺对材料性能的影响,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及维氏硬度计、万能试验机等分析试样显微组织和力学性能变化,进行最佳热处理工艺的选择。结果表明:采用940℃固溶水冷+520℃回火处理工艺的试样L360钢部分显微组织向回火索氏体转变完全,镍基部分固溶强化作用明显,晶间腐蚀敏感度降低,双金属界面结合性能最好。利用有限元软件ABAQUS对镍/L360钢复合三通管的液压胀形进行模拟,分析了不同轴向进给量、内压力及加载路径对管件壁厚分布与成型极限的影响。结果表明:在内压力100MPa,双线性加载路径,摩擦系数0.06的工艺条件下,胀形效果最佳,支管高度在轴向进给量为32mm时达到最大,支管胀形高度为47.39mm;当轴向进给量达到32.7mm时,外管首先发生失效。以仿真获得的冷挤压工艺参数为依据,设置三通管940℃退火热成型的工艺参数,成功制备大口径镍/L360钢复合三通管。其支管胀形高度约80mm,最大减薄率≤12%,观察无明显开裂与双金属界面分离,满足实际使用需求。