钢管热处理缺陷及其预防

无论采用正火、 退火、 回火、 淬火以及其它工艺热处理工艺， 钢管在热处理时都需要经过加热、 保温和冷却等基本过程， 这些过程中都可能使钢管产生缺陷。钢管热处理缺陷主要包括钢管的组织性能不合格、 尺寸超标、 表面裂纹、 擦伤、 严重氧化、 脱碳、 过热或过烧以及在保护气体热处理时钢管表面氧化等缺陷。

钢管组织性能不合格： 在热处理时， 常因钢管的加热温度不正确、 或保温时间不合理、 冷却速度太快或太慢等因素使钢管的性能不符合要求。

对此， 一是在制定加热工艺时， 应充分考虑钢中的合金元素、 钢管的加热温度、 原始组织和尺寸对钢的奥氏体变化的影响。二是根据铁－碳平衡图制定钢管热处理加热温度。三是明确热处理方式、 加热温度、 回火温度和冷却速度。工艺方案制定后需经小批量生产验证后才能量产。

钢管尺寸不合格： 钢管热处理后， 在某些情况下尺寸会发生明显的变化，包括外径、 椭圆度以及弯曲度的变化。外径的变化常发生在淬火工艺， 因钢管淬火后， 主要组织变成了马氏

体和贝氏体， 因组织的变化带来体积的变化使得钢管的外径增大。为减少外径变化， 常在回火工序后增设定径工序。椭圆度的变化通常发生在钢管的端部， 主要是大口径薄壁钢管在长时

间的高温加热时造成的。对于防止椭圆度的变化主要时保证加热制度的合理性。有时即使加热制度合理， 一旦D/S值太大， 也会产生钢管“烧塌” ， 而使端部出现“不圆” ， 在此情况下， 只要能保证钢管边加热边旋转， 即可预防。

影响弯曲因素很多， 主要包括钢管加热和冷却不均， 特别是钢管淬火时沿纵向或横向各部分的冷却速度不一致等。一般来讲， 发生弯曲的钢管可以通过矫直机进行矫直来消除。

钢管表面裂纹： 钢管在热处理过程中， 过大的温度应力会使钢管产生表面裂纹。主要原因是因加热速度或冷却速度太快而造成的。

合金厚壁钢管在加热时， 如果炉内温度太高， 钢管进炉后会遭遇高温快速加热， 此时容易在钢管表面和内部金属之间造成较大的温差而产生温度应力， 当该应力达到材料的抗拉强度极限时，

钢管表面就出现裂纹。由于淬火工艺决定， 钢管金相淬火处理时产生表面裂纹的几率相对比较高。当钢管存在非金属夹杂物、 成分及组织偏析时，钢管产生淬火裂纹的可能性会增大。为了减轻钢管的热处理裂纹， 一方面应根据钢种来制定钢管的加热制度和冷却制度， 选用合适的淬火介质；另一方面应尽快对经过淬火的钢管进行回火或退火以消除其内应力。

钢管表面擦伤和碰伤： 主要是钢管在加热炉中加热时或加热后，在淬火装置中或在辊道输送过程中， 与其相接触的工具、 工件之间发生的没查或碰撞而在钢管表面形成的缺陷。对此缺陷的产生

预防， 在保证加热设备的正常运行情况下， 尽可能减少钢管与工件、 工具及辊道之间的相对滑动速度， 减少相互之间碰撞的机会。

总之， 热轧无缝钢管无论是管坯穿孔前的加热， 还是轧后荒管在定（减） 径前的在加热， 或是冷轧（拔） 钢管的中间退火，只要加热工艺参数设计和控制不当， 管坯（钢管） 就会产生诸如

加热不均、 氧化、 脱碳、 加热裂纹、 过热或过烧等质量缺陷， 最终影响到钢管的质量。因此必须加强管坯（钢管） 加热各环节的质量控制。