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、在線常(chang)化的目的

在線常化要(yao)達到的目的包括：

  1. 使鋼材的組織變得均勻，晶粒細化(hua)；

  2. 改善(shan)一些鋼種的力學性能；

  3. 改善低碳鋼和低合金(jin)鋼的金(jin)相組織和性(xing)能，為(wei)合金(jin)元素的擴(kuo)散創造條件。

 在金(jin)相(xiang)顯微鏡(jing)下(xia)呈現鐵(tie)素體加珠光體組織，如果(guo)是微合金(jin)化鋼，在透射(she)電鏡(jing)下(xia)可觀察到(dao)析出相(xiang)與第二相(xiang)顆粒。

  在(zai)(zai)線常化(hua)就是在(zai)(zai)軋制過(guo)程(cheng)中間插(cha)入(ru)正(zheng)火工(gong)藝，利(li)用了部分軋制余熱，即可縮短正(zheng)火加(jia)熱時間。微合金(jin)化(hua)在(zai)(zai)線常化(hua)鋼替代離線正(zheng)火或調制處理(li)鋼，減少了與(yu)熱處理(li)、精整、能(neng)量、脫碳、鐵皮損失（氧化(hua)）等有關(guan)的成(cheng)本(ben)。總之，在(zai)(zai)線常化(hua)既簡化(hua)工(gong)序，又節省能(neng)源。

 與調質處理(li)鋼相比(bi)，在線(xian)常化鋼具有更(geng)好(hao)的切(qie)削性能，這(zhe)是由于鐵素體＋珠光(guang)體組(zu)織(zhi)比(bi)回火索氏(shi)體組(zu)織(zhi)切(qie)削性能好(hao)。

二、在線常(chang)化工(gong)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(shi)(shi)合金元(yuan)素(su)全部溶入奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)，并使(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)均勻化，爐(lu)(lu)(lu)中(zhong)(zhong)工件應在(zai)規(gui)定的(de)加熱溫(wen)度(du)范圍內保(bao)持適當的(de)時間，時間的(de)長(chang)短(duan)與工件的(de)有(you)效厚度(du)、鋼種、裝(zhuang)爐(lu)(lu)(lu)方(fang)式、裝(zhuang)爐(lu)(lu)(lu)量、裝(zhuang)爐(lu)(lu)(lu)溫(wen)度(du)、爐(lu)(lu)(lu)的(de)性(xing)能及密(mi)封程度(du)等(deng)因素(su)有(you)關(guan)。

  冷(leng)(leng)卻(que)方式不(bu)同，意味著工(gong)件冷(leng)(leng)卻(que)速度(du)不(bu)同，比如堆冷(leng)(leng)、并排冷(leng)(leng)、工(gong)件間隔料位冷(leng)(leng)、單(dan)冷(leng)(leng)，冷(leng)(leng)速由小變大，一般來說，晶粒(li)尺寸(cun)減小，珠光體(ti)百(bai)分數增加，珠光體(ti)片間距減小，使得強度(du)與沖擊韌性均有提高。

  再(zai)加熱爐中工件的保溫(wen)時(shi)間(jian)(jian)是一項(xiang)不(bu)可或(huo)缺的控制參數。保溫(wen)時(shi)間(jian)(jian)不(bu)足，強度達不(bu)到要求，保溫(wen)時(shi)間(jian)(jian)過長，浪費(fei)能(neng)源(yuan)，降(jiang)低生產效率，而且可能(neng)造成工件表(biao)面脫(tuo)碳。

  在線(xian)常化鋼入再加熱(re)爐之前，經歷了階段性的(de)軋(ya)制(zhi)工序結束(shu)，工件的(de)每個部位必須(xu)完成(cheng)奧氏體向鐵素體＋珠(zhu)光體的(de)全部組織轉變，所以工件冷卻相對(dui)較(jiao)慢的(de)部位也必須(xu)冷至Ar,以下。

  再(zai)加熱爐(lu)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)控制(zhi)對鋼的(de)性(xing)能(neng)至關重要。再(zai)加熱爐(lu)給工件升溫(wen)(wen)(wen)，不(bu)僅要保證必要的(de)組織(zhi)轉變和擴(kuo)散，而且(qie)還要使應有的(de)合金(jin)元素全部溶人奧氏體中。溫(wen)(wen)(wen)度偏低，強(qiang)度不(bu)足，溫(wen)(wen)(wen)度偏高，韌性(xing)下降，溫(wen)(wen)(wen)度過高強(qiang)度也(ye)會下降。

  微(wei)合(he)(he)金(jin)化(hua)(hua)元素(su)加入鋼中有兩個目的(de)(de)，即晶(jing)粒細(xi)化(hua)(hua)及析出(chu)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)。兩種作用都是由(you)微(wei)合(he)(he)金(jin)碳(tan)化(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)物或(huo)碳(tan)氮化(hua)(hua)物的(de)(de)析出(chu)引起的(de)(de)。晶(jing)粒細(xi)化(hua)(hua)可以通(tong)過析出(chu)質點(dian)釘扎晶(jing)粒間界獲得，還(huan)有靠熱加工(gong)過程延遲奧氏體(ti)再(zai)結(jie)晶(jing)時由(you)應(ying)變(bian)誘(you)導產(chan)(chan)生的(de)(de)析出(chu)。強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)作用是由(you)微(wei)合(he)(he)金(jin)碳(tan)化(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)物或(huo)碳(tan)氮化(hua)(hua)物于奧氏體(ti)向(xiang)鐵素(su)體(ti)轉變(bian)時在(zai)鐵素(su)體(ti)中析出(chu)，或(huo)轉變(bian)完成以后的(de)(de)析出(chu)產(chan)(chan)生的(de)(de)。這(zhe)些鐵素(su)體(ti)中的(de)(de)析出(chu)物阻礙轉變(bian)時或(huo)轉變(bian)后鐵素(su)體(ti)的(de)(de)晶(jing)粒長大，所以還(huan)有間接(jie)的(de)(de)晶(jing)粒細(xi)化(hua)(hua)作用。

  微(wei)合金在線(xian)常化(hua)(hua)鋼的(de)強(qiang)韌(ren)化(hua)(hua)方式(shi)為沉淀強(qiang)化(hua)(hua)，細晶強(qiang)化(hua)(hua)；韌(ren)化(hua)(hua)以組織細化(hua)(hua)，鐵素體相對增加，并呈塊狀分布。

  K55鋼級不需要昂貴(gui)的微合金(jin)化(hua)元素，細化(hua)晶粒(li)，不出現混(hun)晶，強度與韌性(xing)達(da)標余量大，性(xing)能可靠。

  N80鋼級切削加工(gong)性能(neng)好(hao)，有利用螺紋加工(gong)，殘余應力低，管子各部位性能(neng)均勻性好(hao)，在相同(tong)強度水平下，綜(zong)合使用性能(neng)較好(hao)。

三、在線(xian)常化套管產(chan)生彎曲的原(yuan)因

  在（再(zai)加熱爐前）小冷床彎曲(qu)(qu)，除(chu)了由于機架軋制線與軋機不對中產(chan)(chan)(chan)生(sheng)機械彎曲(qu)(qu)外，鋼(gang)管(guan)本身組(zu)織(zhi)轉變不一致，也是造成彎曲(qu)(qu)的原因，有些鋼(gang)種在一定(ding)冷卻(que)速度下不僅得(de)到鐵素體(ti)(ti)＋珠光(guang)體(ti)(ti)，還產(chan)(chan)(chan)生(sheng)一部(bu)(bu)分貝氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，貝氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)應力較大(da)，鋼(gang)管(guan)局部(bu)(bu)先冷卻(que)，先產(chan)(chan)(chan)生(sheng)貝氏體(ti)(ti)的部(bu)(bu)分可能發(fa)生(sheng)彎曲(qu)(qu)。

  進人再(zai)加(jia)(jia)熱爐(lu)(lu)前，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)溫度(du)不(bu)(bu)應過低，溫度(du)過低，就可能(neng)在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)入口再(zai)加(jia)(jia)熱爐(lu)(lu)后產生彎曲(qu)。這是由(you)于(yu)再(zai)加(jia)(jia)熱爐(lu)(lu)中鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)入口與(yu)其他部(bu)位溫度(du)很(hen)難保持一致(zhi)，當管(guan)(guan)(guan)子入爐(lu)(lu)溫度(du)過低，爐(lu)(lu)膛內較高的(de)爐(lu)(lu)溫就會使管(guan)(guan)(guan)子熱應力急劇(ju)增(zeng)加(jia)(jia)，當爐(lu)(lu)況(kuang)不(bu)(bu)理(li)想，管(guan)(guan)(guan)子的(de)不(bu)(bu)同部(bu)位就會由(you)于(yu)爐(lu)(lu)膛內溫度(du)不(bu)(bu)一致(zhi)造成熱應力差別較大，從而導致(zhi)管(guan)(guan)(guan)子彎曲(qu)。