浅谈钢管热处理技术

钢管热处理工艺主要有以下5类：

1、淬火+高温回火(又称调质处理)

将钢管加热至淬火温度，使钢管内部组织转变为奥氏体，再以大于临界淬火速度快速冷却，使钢管内部组织转变为马氏体，再配合高温回火，最终使钢管组织转变为均匀的回火索氏体组织。

该工艺不仅可以提高钢管的强度和硬度，还可以将钢管的强度、塑性、韧性有机结合起来。

2、正火(又称常化)：

将钢管加热到正火温度，使钢管内部组织完全转变为奥氏体组织之后，以空气为介质进行冷却的热处理工艺。正火后可得到不同的金属组织，如珠光体、贝氏体、马氏体或者它们的混合组织。

该工艺不仅可以细化晶粒、均匀成分、消除应力，还可以提高钢管的硬度并改善其切削性能。

3、正火+回火

将钢管加热至正火温度，使钢管内部组织完全转变为奥氏体组织之后，在空气中冷却，再配合以回火工艺。钢管组织为回火铁素体+珠光体，或铁素体+贝氏体，或回火贝氏体，或回火马氏体，或回火索氏体。

该工艺可以稳定钢管内部组织，提高钢管塑性和韧性。

4、退火

将钢管加热到退火温度并保温一定时间以后，随炉缓慢冷却到一定温度后再出炉冷却的一种热处理工艺。

该工艺作用：①降低钢管的硬度，提高其塑性，以方便后续的切削加

工或冷变形加工；②细化晶粒，消除组织缺陷，均匀内部组织和成分，改善钢管的性能或为后续工序做准备；③消除钢管的内应力，以防止变形或开裂。

5、固溶处理：

将钢管加热到固溶温度，使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，再快速冷却，使碳和合金元素来不及析出，获得单一奥氏体组织的热处理工艺。

该工艺作用：①均匀钢管的内部组织，均匀钢管的成分；②消除加工过程中的硬化，以方便后续的冷变形加工；③恢复不锈钢的耐腐蚀性能。（紫焰）

钢管热处理

1）冷拔钢管退火：指金属材料加热到相变温度（800度）以上，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后亚共析钢组织是铁素体+珠光体，共析钢组织是珠光体；常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工；减少残余应力，防止开裂和变形；细化晶粒，消除组织缺陷，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。

2）冷拔钢管正火：指将钢材或钢件加热到Ac3或Acm（钢的上临界点温度）以上30～50℃，保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，

改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。

3）冷拔钢管淬火：指将钢件加热到Ac3 或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。

4）冷拔钢管回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火（150~250度），中温回火（300~450度），高温回火（500~650度）和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。

5）冷拔钢管调质：指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺，以获得回火索氏体。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。

6）冷拔钢管化学热处理：指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺。常见的化学热处理工艺有：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗铝，渗硼等。化学热处理的目的：主要是提高钢件表面的硬度，耐磨性，抗蚀性，抗疲劳强度和抗氧化性等。

7）冷拔钢管固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。固溶处理的目的：主要是改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。

8)淬火和高温回火将其中钢管进行全面加热达到淬火的温度，再使钢管内部组织逐渐转化成为奥氏体，通过大于临界淬火速度能够快速冷却，导致钢管的内部组织成为马氏体，再经过配合高温回火的方式，最终将钢管组织能够变回火索式体组织。这样的方式不仅能够提高钢管的轻度和硬度，还能够将其中的强度和塑性进行结合，能够满足对钢管的性能要求。

9)正火和回火将钢管进行加热至正火温度之后，使管内的组织能够完全转化为奥氏体，在空中进行冷却，再加上回火的工艺。钢管的组织主要为火铁元素+珠光体、铁素体+贝氏体等，正火+回火的热处理工艺能够稳定钢管内部的组织，进而能够增加钢管的塑性和韧性。

热处理方法的选择的原则是什么？

1)焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。

2)对于气焊焊口采用正火加高温回火处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，需细化晶粒，故采用正火处理。然而单一的正火不能消除残余应力，故需再加高温回火，以消除应力。

3)单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装

焊缝，其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。

4)绝大多数场合是选用单一的高温回火。高温回火温度范围为500～780℃(一般要求不超过800℃)，热处理的加热和冷却力求内外壁均匀。

无缝钢管热处理不当后产生问题的原因

钢管组织性能不合格：热处理不当所致（T、t、冷却方式）三要素魏化组织：钢在高温加热条件下形成的粗晶粒A在冷却时，形成片状的F而分布在P上的一种组织，是一种过热组织，对钢管的综合性能有不良影响，特别是使钢的常温强度降低，脆性增加。

程度较轻的W组织，可采用适当温度的正火来消除，而程度较重的W 组织，可用二次正火来消除，第一次正火温度较高，第二次正火温度较低，细化晶粒。

F—C平衡图是制定钢管热处理加热温度的重要依据，也是研究平衡状态下F—C合晶的成分，金相组织与性能的基础，过冷A等温度转变图（TTT图）以及过冷A连续冷却转变图（CCT图），是制定热处理冷却温度的重要依据

②钢管尺寸不合格：外径，椭圆度，弯曲度超差。

钢管外径的变化常发生在淬火工艺，因体积变化（组织变化引起）使得钢管外径增大。常在回火工序后增设定径工序。

钢管椭圆度的变化：钢管端部，主要是大口径薄壁管。