在線常化是近年發展起來的新工藝，從金屬學角度講是一種熱處理工藝，即形變正火。它是將連軋管軋制后的鋼管，在小冷床上冷卻到再結晶溫度以下，進再加熱爐，在爐內將鋼管加熱到Ac₃或Ac_m以上溫度后，保溫一段時間，使鋼的金相組織轉變為奧氏體，然后出爐，經定徑機或張減機減徑軋制后空冷或空、霧冷卻等，使過冷奧氏體組織轉變為珠光體，從而達到的鋼管性能，它也是現代控制軋制的一種方案。對在線常化性能要求是：套管要有盡可能高的屈服強度，韌性與強度的優良匹配；管線管在達到強度要求的同時，要求具有良好的可焊性，優良的低溫韌性。

一(yi)、在線常化的目的

在線(xian)常化要達到(dao)的目的包括：

  1. 使鋼材的(de)組織變得均勻，晶粒細化；

  2. 改善一些鋼(gang)種的力學性(xing)能；

  3. 改善低碳鋼和低合金鋼的金相組織和性能，為合金元素(su)的擴散(san)創造條件。

 在金相顯微(wei)(wei)鏡下呈現鐵(tie)素體加(jia)珠光體組織，如果是微(wei)(wei)合(he)金化鋼，在透射電鏡下可觀察到析出相與第二相顆粒。

  在線(xian)常(chang)化(hua)(hua)就是在軋(ya)制過程中間(jian)插入(ru)正火(huo)工藝，利用(yong)了(le)部分(fen)軋(ya)制余熱(re)，即可縮短正火(huo)加熱(re)時(shi)間(jian)。微(wei)合金化(hua)(hua)在線(xian)常(chang)化(hua)(hua)鋼替(ti)代離線(xian)正火(huo)或調(diao)制處(chu)理(li)鋼，減(jian)少了(le)與熱(re)處(chu)理(li)、精(jing)整(zheng)、能(neng)量、脫(tuo)碳、鐵皮損失（氧化(hua)(hua)）等(deng)有關的成本(ben)。總之，在線(xian)常(chang)化(hua)(hua)既簡化(hua)(hua)工序，又節省(sheng)能(neng)源。

 與調質處理鋼(gang)相(xiang)比(bi)，在線(xian)常化鋼(gang)具有(you)更好的切(qie)削性能(neng)，這(zhe)是由于(yu)鐵素體＋珠(zhu)光體組織比(bi)回火索氏體組織切(qie)削性能(neng)好。

二、在線常化工藝

  經軋制的鋼冷至Ar₁以下，由奧氏體全部轉變為鐵素體＋珠光體組織，即進行再加熱，又全部轉變成奧氏體后，空冷得到較為細小的鐵素體＋珠光體組織。

  根據工件大小確定入再加熱爐前的冷卻時間，確保冷卻至Ar₁溫度以下，工件在再加熱爐中的時間，保證使合金溶解，組織全部轉變成奧氏體，并均勻化，另外，要設定再加熱爐溫度。

  為使合(he)金元(yuan)素全部溶入奧氏體中，并使奧氏體均勻化，爐中工件應在規定的加熱溫度(du)(du)范圍內保持(chi)適當的時間，時間的長短(duan)與工件的有效厚(hou)度(du)(du)、鋼種、裝(zhuang)(zhuang)爐方式、裝(zhuang)(zhuang)爐量、裝(zhuang)(zhuang)爐溫度(du)(du)、爐的性能及密封(feng)程度(du)(du)等因素有關(guan)。

  冷卻(que)方式不(bu)同(tong)，意味著工件冷卻(que)速度不(bu)同(tong)，比如堆(dui)冷、并(bing)排(pai)冷、工件間隔(ge)料(liao)位冷、單冷，冷速由小(xiao)(xiao)變大，一(yi)般來說，晶粒尺(chi)寸減小(xiao)(xiao)，珠光(guang)體(ti)百分數增加，珠光(guang)體(ti)片間距(ju)減小(xiao)(xiao)，使得強度與(yu)沖擊韌性均有提高(gao)。

  再加熱爐(lu)中工件的保溫(wen)時間(jian)(jian)是一項不可或缺的控制參數。保溫(wen)時間(jian)(jian)不足，強度達不到要求，保溫(wen)時間(jian)(jian)過長，浪(lang)費能(neng)源，降低(di)生產效率(lv)，而且可能(neng)造成工件表(biao)面(mian)脫碳。

  在線(xian)常化鋼入再(zai)加熱爐之(zhi)前，經歷了階段性(xing)的軋制工序結束，工件(jian)的每(mei)個部位必須完(wan)成奧氏體(ti)向(xiang)鐵(tie)素體(ti)＋珠光(guang)體(ti)的全部組織轉(zhuan)變，所以工件(jian)冷(leng)卻相對較慢的部位也必須冷(leng)至Ar,以下。

  再加(jia)熱(re)爐溫度(du)(du)的(de)控(kong)制對鋼(gang)的(de)性(xing)能(neng)至(zhi)關重(zhong)要(yao)。再加(jia)熱(re)爐給工(gong)件升溫，不僅要(yao)保證(zheng)必要(yao)的(de)組織轉變和擴散，而且還要(yao)使應有的(de)合金(jin)元素(su)全(quan)部(bu)溶人奧氏體中。溫度(du)(du)偏低(di)，強度(du)(du)不足，溫度(du)(du)偏高，韌性(xing)下(xia)降(jiang)，溫度(du)(du)過高強度(du)(du)也會下(xia)降(jiang)。

  微合(he)金(jin)化(hua)(hua)元素(su)(su)(su)加入(ru)鋼(gang)中有(you)兩個目的(de)(de)(de)(de)，即(ji)晶(jing)粒(li)(li)(li)細化(hua)(hua)及析(xi)(xi)出強(qiang)化(hua)(hua)。兩種作用(yong)(yong)都是由微合(he)金(jin)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)或碳(tan)氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出引起的(de)(de)(de)(de)。晶(jing)粒(li)(li)(li)細化(hua)(hua)可以通(tong)過析(xi)(xi)出質點釘扎(zha)晶(jing)粒(li)(li)(li)間界獲得(de)，還有(you)靠熱加工過程延遲奧(ao)氏體再結晶(jing)時由應變(bian)(bian)誘導產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出。強(qiang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)是由微合(he)金(jin)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)或碳(tan)氮化(hua)(hua)物(wu)(wu)于奧(ao)氏體向鐵素(su)(su)(su)體轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)時在鐵素(su)(su)(su)體中析(xi)(xi)出，或轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)完成以后(hou)的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)些鐵素(su)(su)(su)體中的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出物(wu)(wu)阻礙(ai)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)時或轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)后(hou)鐵素(su)(su)(su)體的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)(li)長大(da)，所以還有(you)間接的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)(li)細化(hua)(hua)作用(yong)(yong)。

  微合(he)金(jin)在線常化(hua)鋼的(de)強(qiang)韌化(hua)方式為(wei)沉淀強(qiang)化(hua)，細(xi)(xi)晶強(qiang)化(hua)；韌化(hua)以組織細(xi)(xi)化(hua)，鐵素體相對(dui)增(zeng)加，并(bing)呈(cheng)塊狀分(fen)布。

  K55鋼級不(bu)需要昂貴的(de)微合(he)金化元素，細(xi)化晶粒，不(bu)出現(xian)混晶，強度與韌性(xing)達標余量大，性(xing)能可(ke)靠。

  N80鋼級切削加工性能好(hao)，有利用螺紋加工，殘余應力低，管子各部位性能均(jun)勻性好(hao)，在(zai)相(xiang)同強度水(shui)平下(xia)，綜(zong)合使用性能較好(hao)。

三、在線常化套管產生彎曲的原(yuan)因

  在(zai)（再加(jia)熱爐前）小冷床彎曲(qu)，除了由于機架軋(ya)制線與(yu)軋(ya)機不對(dui)中產生(sheng)機械彎曲(qu)外，鋼管本身組(zu)織(zhi)轉變(bian)不一(yi)致，也是造成彎曲(qu)的原因，有些鋼種在(zai)一(yi)定冷卻(que)速(su)度下不僅得到(dao)鐵素體＋珠光(guang)體，還產生(sheng)一(yi)部(bu)(bu)分(fen)貝(bei)氏(shi)體組(zu)織(zhi)，貝(bei)氏(shi)體組(zu)織(zhi)應(ying)力較大，鋼管局(ju)部(bu)(bu)先冷卻(que)，先產生(sheng)貝(bei)氏(shi)體的部(bu)(bu)分(fen)可能(neng)發生(sheng)彎曲(qu)。

  進人再加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)(lu)前(qian)，鋼管(guan)(guan)(guan)溫(wen)度不應(ying)過(guo)低，溫(wen)度過(guo)低，就(jiu)可能(neng)在鋼管(guan)(guan)(guan)入(ru)口再加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)(lu)后產(chan)生(sheng)彎曲。這是由(you)于再加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)鋼管(guan)(guan)(guan)入(ru)口與其他(ta)部位溫(wen)度很難保(bao)持一(yi)致(zhi)，當管(guan)(guan)(guan)子(zi)入(ru)爐(lu)(lu)(lu)溫(wen)度過(guo)低，爐(lu)(lu)(lu)膛(tang)內較高(gao)的爐(lu)(lu)(lu)溫(wen)就(jiu)會(hui)使管(guan)(guan)(guan)子(zi)熱(re)應(ying)力急劇增加(jia)，當爐(lu)(lu)(lu)況不理想，管(guan)(guan)(guan)子(zi)的不同部位就(jiu)會(hui)由(you)于爐(lu)(lu)(lu)膛(tang)內溫(wen)度不一(yi)致(zhi)造(zao)成熱(re)應(ying)力差別較大，從(cong)而導(dao)致(zhi)管(guan)(guan)(guan)子(zi)彎曲。