在線常化是近年發(fā)展起來的新工藝，從金屬學(xué)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(jié)晶溫度以下，進(jìn)再加熱爐，在爐內(nèi)將鋼管加熱到Ac₃或Ac_m以上溫度后，保溫一段時(shí)間，使鋼的金相組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后出爐，經(jīng)定徑機(jī)或張減機(jī)減徑軋制后空冷或空、霧冷卻等，使過冷奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，從而達(dá)到的鋼管性能，它也是現(xiàn)代控制軋制的一種方案。對(duì)在線常化性能要求是：套管要有盡可能高的屈服強(qiáng)度，韌性與強(qiáng)度的優(yōu)良匹配；管線管在達(dá)到強(qiáng)度要求的同時(shí)，要求具有良好的可焊性，優(yōu)良的低溫韌性。

一、在線常化的目的

在線常化要達(dá)到的目的包括：

  1. 使鋼材的組織變得均勻，晶粒細(xì)化；

  2. 改善一些鋼種的力學(xué)性能；

  3. 改善低碳鋼和低合金鋼的金相組織和性能，為合金元素的擴(kuò)散創(chuàng)造條件。

 在金相顯微鏡下呈現(xiàn)鐵素體加珠光體組織，如果是微合金化鋼，在透射電鏡下可觀察到析出相與第二相顆粒。

  在線常化就是在軋制過程中間插入正火工藝，利用了部分軋制余熱，即可縮短正火加熱時(shí)間。微合金化在線常化鋼替代離線正火或調(diào)制處理鋼，減少了與熱處理、精整、能量、脫碳、鐵皮損失（氧化）等有關(guān)的成本。總之，在線常化既簡化工序，又節(jié)省能源。

 與調(diào)質(zhì)處理鋼相比，在線常化鋼具有更好的切削性能，這是由于鐵素體＋珠光體組織比回火索氏體組織切削性能好。

二、在線常化工藝

  經(jīng)軋制的鋼冷至Ar₁以下，由奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體＋珠光體組織，即進(jìn)行再加熱，又全部轉(zhuǎn)變成奧氏體后，空冷得到較為細(xì)小的鐵素體＋珠光體組織。

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

  為使合金元素全部溶入奧氏體中，并使奧氏體均勻化，爐中工件應(yīng)在規(guī)定的加熱溫度范圍內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，時(shí)間的長短與工件的有效厚度、鋼種、裝爐方式、裝爐量、裝爐溫度、爐的性能及密封程度等因素有關(guān)。

  冷卻方式不同，意味著工件冷卻速度不同，比如堆冷、并排冷、工件間隔料位冷、單冷，冷速由小變大，一般來說，晶粒尺寸減小，珠光體百分?jǐn)?shù)增加，珠光體片間距減小，使得強(qiáng)度與沖擊韌性均有提高。

  再加熱爐中工件的保溫時(shí)間是一項(xiàng)不可或缺的控制參數(shù)。保溫時(shí)間不足，強(qiáng)度達(dá)不到要求，保溫時(shí)間過長，浪費(fèi)能源，降低生產(chǎn)效率，而且可能造成工件表面脫碳。

  在線常化鋼入再加熱爐之前，經(jīng)歷了階段性的軋制工序結(jié)束，工件的每個(gè)部位必須完成奧氏體向鐵素體＋珠光體的全部組織轉(zhuǎn)變，所以工件冷卻相對(duì)較慢的部位也必須冷至Ar,以下。

  再加熱爐溫度的控制對(duì)鋼的性能至關(guān)重要。再加熱爐給工件升溫，不僅要保證必要的組織轉(zhuǎn)變和擴(kuò)散，而且還要使應(yīng)有的合金元素全部溶人奧氏體中。溫度偏低，強(qiáng)度不足，溫度偏高，韌性下降，溫度過高強(qiáng)度也會(huì)下降。

  微合金化元素加入鋼中有兩個(gè)目的，即晶粒細(xì)化及析出強(qiáng)化。兩種作用都是由微合金碳化物、氮化物或碳氮化物的析出引起的。晶粒細(xì)化可以通過析出質(zhì)點(diǎn)釘扎晶粒間界獲得，還有靠熱加工過程延遲奧氏體再結(jié)晶時(shí)由應(yīng)變誘導(dǎo)產(chǎn)生的析出。強(qiáng)化作用是由微合金碳化物、氮化物或碳氮化物于奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時(shí)在鐵素體中析出，或轉(zhuǎn)變完成以后的析出產(chǎn)生的。這些鐵素體中的析出物阻礙轉(zhuǎn)變時(shí)或轉(zhuǎn)變后鐵素體的晶粒長大，所以還有間接的晶粒細(xì)化作用。

  微合金在線常化鋼的強(qiáng)韌化方式為沉淀強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化；韌化以組織細(xì)化，鐵素體相對(duì)增加，并呈塊狀分布。

  K55鋼級(jí)不需要昂貴的微合金化元素，細(xì)化晶粒，不出現(xiàn)混晶，強(qiáng)度與韌性達(dá)標(biāo)余量大，性能可靠。

  N80鋼級(jí)切削加工性能好，有利用螺紋加工，殘余應(yīng)力低，管子各部位性能均勻性好，在相同強(qiáng)度水平下，綜合使用性能較好。

三、在線常化套管產(chǎn)生彎曲的原因

  在（再加熱爐前）小冷床彎曲，除了由于機(jī)架軋制線與軋機(jī)不對(duì)中產(chǎn)生機(jī)械彎曲外，鋼管本身組織轉(zhuǎn)變不一致，也是造成彎曲的原因，有些鋼種在一定冷卻速度下不僅得到鐵素體＋珠光體，還產(chǎn)生一部分貝氏體組織，貝氏體組織應(yīng)力較大，鋼管局部先冷卻，先產(chǎn)生貝氏體的部分可能發(fā)生彎曲。

  進(jìn)人再加熱爐前，鋼管溫度不應(yīng)過低，溫度過低，就可能在鋼管入口再加熱爐后產(chǎn)生彎曲。這是由于再加熱爐中鋼管入口與其他部位溫度很難保持一致，當(dāng)管子入爐溫度過低，爐膛內(nèi)較高的爐溫就會(huì)使管子熱應(yīng)力急劇增加，當(dāng)爐況不理想，管子的不同部位就會(huì)由于爐膛內(nèi)溫度不一致造成熱應(yīng)力差別較大，從而導(dǎo)致管子彎曲。