无缝钢管的热处理工艺基础

40cr 无缝钢管生产工艺
40Cr无缝钢管生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择40Cr合金钢作为原料，并按照一定比例配
备其他合金元素或添加剂，如碳素、硅、锰、铬等。

2. 熔炼和铸造：将原料放入高炉或电炉中进行熔炼，使其成为液态钢水，然后将钢水倒入模型中进行铸造，得到钢坯。

3. 钢坯预处理：对钢坯进行断面修整、去除氧化皮、预热等处理，为下一步的加工准备工作。

4. 穿孔：将预处理后的钢坯放入穿孔机中，利用机械力或压力，使钢坯在高温状态下通过穿孔机的模具孔腔，形成无缝钢管的原始管坯。

5. 加热处理：将原始管坯进行加热，以消除残余应力和提高管材的综合性能。

6. 热轧：将加热处理后的管坯放入热轧机中，利用辊道将管坯压制成所需的规格和尺寸。

7. 冷拔：将热轧的无缝钢管放入冷拔机中，通过拉拔作用将管材进一步加工成所需的尺寸和表面光滑度。

8. 酸洗和涂油：对冷拔的无缝钢管进行酸洗除氧化皮，然后进行涂油处理，以防止锈蚀。

9. 检测和检验：对无缝钢管进行外观和尺寸检测，以确保产品质量和规格符合要求。

10. 包装和运输：将合格的无缝钢管按照一定标准进行包装，然后进行运输和销售。

无缝钢管热处理工艺及设备选型荆长安【摘要】介绍了无缝钢管热处理的目的、常用热处理工艺和热处理制度,以及热处理工艺流程、平面布置的选择方法和设备选型的基本原则;分析了热处理设备的工作原理、优缺点及其适用范围.为企业投资者和从事相关专业的技术人员提供参考.根据热处理产品大纲来确定热处理工艺平面布置及设备选型;根据企业现有条件进一步优化设计方案,使热处理工艺制度、工艺设备配置达到最佳.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2016(045)001【总页数】6页(P35-40)【关键词】无缝钢管;热处理工艺;设备选型;产品大纲;优化设计【作者】荆长安【作者单位】中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆401122【正文语种】中文【中图分类】TG155;TG156荆长安（1980-），男，工程师，主要从事钢管工艺设计与咨询工作。

无缝钢管的质量与其制造方法、化学成分及金相组织密切相关，在不改变制造方法及化学成分的前提下，要提高无缝钢管使用性能则需要改变无缝钢管的组织形态，采用热处理工艺可改变无缝钢管的组织结构和性能，满足无缝钢管标准的规定或采购方的特殊技术要求。

（1）保证产品的使用性能：如管线钢管、石油油管、石油套管、钻杆、高压锅炉用无缝钢管等经过热处理的钢管，可直接用于设备或工程中。

（2）满足产品继续加工要求：如轴承钢管、气瓶用无缝钢管、机械用管等，用户根据用途对此类钢管进行二次加工。

（3）提高钢级的性能参数：通过热处理工艺，使某些低钢级无缝钢管达到较高钢级无缝钢管的使用性能，此方式可节省合金元素用量，降低无缝钢管的生产成本。

钢管品种众多，所使用的钢级（种）也不尽相同，同一品种的钢管其化学成分也可能存在一定差异，但经过热处理后钢管都能达到相关技术标准或采购方的技术条件。

依据产品标准，钢管热处理工艺主要有以下5类［1-4］。

（1）淬火＋高温回火（Q+T，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。

78技术讲座钢管精整工艺和检(化)验技术——《热轧无缝钢管实用技术》经过热轧或热处理之后的钢管，需经过精整并经检(化)验合格之后才能交付给用户。

钢管精整包括冷却、切断、矫直、端面加工、缺陷修磨、检查、检验、涂层、喷印和包装等。

钢管检(化)验包括内外表面检测、外径和壁厚测量、测长、称重以及力学性能、工艺情况检验、无损探伤、液压试验、成分检验和高低倍检验等。

1钢管冷却钢管在链式或步进式冷床上冷却时，为提高冷却的均匀性，减小弯曲度，钢管在冷床上移动的过程中，应保持匀速转动。

1.1冷却时间的计算冷却时间t的计算公式为：t=GSt/F(1)式中G----每米钢管质量，kg/m;F——每米钢管的外表面面积，m%n;A?——与钢管壁厚和空气流动速度有关的系数,h-m2/kg o碳素钢管的・取值见表1。

合金钢管和耐蚀、高温合金钢管在表1数值的基础上适当增加一定比例(10%~30%)。

表1碳素钢管的冷却系数A钢管壁厚/mm 空气流动速度/(nrs-1)冷却系数/(h-m2-kg-')冷却到loo r冷却到50X.2000.0120.0182020.0070.0105000.0130.0215020.0090.01310000.0150.02210020.0110.016为保证钢管性能，需要进行强化冷却时，可采用轴流风机或水雾冷却等方式来改善冷却条件，提高冷却速度。

1.2冷床链条移动速度和冷床长度的计算(1)链条移动速度的计算公式为：V.=pK e/60(2)式中----链条移动速度，mm/min;P一一每小时冷却的钢管支数，支/h；K°----链条节距，mm。

(2)冷床长度的计算公式为：L c=V c t=pK c t/60式中Lc----冷床长度，mm;t----冷却时间，min。

2钢管切断钢管切断的方式有切管机切断和排管锯切断。

目前，大多采用排管锯切断。

2.1排管锯锯切时间计算排管锯锯切时间T的计算公式为：T=T l+T2(3)式中八——纯锯切时间，s;T2——辅助时间(包括下锯、抬锯、夹紧和钢管输送的时间),So2.2排管锯锯切能力计算(1)锯切行程的计算锯切行程是指从锯片开始接触钢管至锯断一排钢管为止的行程，计算公式为：S=d_\/(2irg_)2_[(pT)D才+0+c(4) 2V222式中S----锯切行程，mm;D]----锯片直径，mm;D----钢管直径，mm;p r------排钢管的支数，支；C----锯切行程余量，取30mm0(2)锯切速度的计算公式为：Vj=nZAS(5)式中Vj----锯切速度，mm/s;n----锯片转速，r/min;Z——锯片齿数，个；△S——每齿锯切量，取0.08-0.10mm o(3)纯锯切时间的计算公式为：T}=S/Vj(6)STEEL PIPE Feb.2021,Vol.50,No.1钢管2021年2月第50卷第1期技术讲座79（4）锯切能力的计算公式为：A=60r ）p/T（7）式中A ----锯切能力，支/min;r\----效率系数，取0.70~0.75。

无缝钢管的一般热处理过程和热处理目的1..1无缝钢管退火处理过程：将无缝钢管加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却到室温。

目的：①降低硬度、提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；②细化晶粒，均匀钢的组织，改善钢的性能及为以后的热处理作准备；③消除钢的内应力，防止零件加工后变形及开裂。

1.2无缝钢管退火类别：1.2.1完全退火过程：将钢件加热到临界温度(不同钢材临界温度也不同，一般是710～750℃，个别别合金钢的临界温度可达800～900℃)以上30～50℃，保温一定时间，然后随炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却)。

目的：细化晶粒、均匀组织、降低硬度、充分消除内应力完全退火适用于碳含量(质量分数)在0.8％以下的锻件或铸钢件。

1.2.2球化退火过程：将钢件加热到临界温度以上20-30C，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷。

目的：降低硬度，改善切削性能，并为以后淬火做好准备，以减少淬火后变形和开裂。

球化退火适用于碳含量(质量分数)大于0.8％的碳素钢和合金工具钢。

1.2.3去应力退火过程：将钢件加热到500～650℃，保温一定时间，然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却)消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力，消除精密零件切削加工时产生的内应力，以防止以后加工和使用过程中发生变形。

去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等。

2.1无缝钢管正火处理过程：将钢件加热到临界温度以上40～60℃，保温一定时间，然后在空气中冷却热处理。

目的：①改善组织结构和切削加工性能；②对力学性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理；③消除内应力3.1无缝钢管淬火处理过程：将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却。

目的：①使钢件获得较高的硬度和耐磨性;②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等3.2无缝钢管淬火类别3.2.1单液淬火过程：将钢件加热到淬火温度，经过保温以后，在一种淬火剂中冷却。

了解最全面的无缝钢管的知识无缝钢管的了解需从多方面来正确认识，也需要有格局的认识，有步骤的认识，从无缝钢管的生产加工，到产品制造等步骤认识，从不同型号认识，从无缝钢管的不同性能来认识，从无缝钢管的不同使用范围来认识，想了解更多的无缝钢管整体知识，我们就好好的来总结分析一下吧！无缝钢管的生产工艺圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。

无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。

无缝钢管分热轧和冷轧（拨）无缝钢管两类。

热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。

冷轧（拨）无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。

热轧无缝管外径一般大于32mm，壁厚2.5-75mm，冷轧无缝钢管处径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高。

无缝钢管的制造工艺1.热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或挤压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库2.冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库相关详细情况可参考:无缝钢管/力学性能钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。

在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。

①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。

无缝钢管加工流程
答案：无缝钢管的生产工艺根据它的生产方式不同加工工艺流程也不同：
1、热轧（挤压无缝钢管）：圆管坯——加热——穿孔——三辊斜轧、连轧或挤压——脱管——定径（或减径）——冷却——矫直——水压试验（或探伤）——标记——入库。

2、冷拔（轧）无缝钢管：圆管坯——加热——穿孔——打头——退火——酸洗——涂油（镀铜）——多道次冷拔（冷轧）——坯管——热处理——矫直——水压试验（探伤）——标记——入库。

坯料准备——酸洗润滑——冷轧（拔）——热处理——矫直——精整——检验。

无缝钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种，冷轧无缝钢管的生产流程一般要比热轧要复杂，管坯首先要进行三辊连轧，挤压后要进行定径测试，如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割，切割成长度约一米的坯料。

然后进入退火流程，退火要用酸性液体进行酸洗，酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生，如果有大量的起泡产生说明钢管的质量达不到相应的标准。

外观上冷轧无缝钢管要短于热轧无缝钢管，冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管要小，但是表面看起来比厚壁无缝钢管更加明亮，表面没有太多的粗糙，口径也没有太多的毛刺。

无缝钢管的分类执行标准制作工艺冷拔或冷轧精密无缝钢管（GB3639-2000）是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。

高精度冷拔精密钢管是一种新型高技术节能产品。

,高精度冷拔精密钢管的推广应用对节约钢材，提高加工工效，节约能源所谓高精度冷拔无缝钢管是指内、外径尺寸精度(公差范围)严格，内外表面光洁度、圆度、直度良好，壁厚均匀的精该技术所生产的高精度冷拔无缝钢管的主要技术指标已达到或部分超过国家标准GB8713--88和国际标准ISO4394/I-1980(E) 的要求。

详见下表: 主要技术指标与标准对照表选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等，可以大大节约机械加工工时，提高材料利用率，同时有利于提高产品质量无缝钢管的分类：无缝钢管分热轧和冷轧、冷拔无缝钢管三类。

热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。

冷轧无缝钢管除分一般钢管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。

热轧无缝管外径一般大于 32mm，壁厚-75mm，冷轧无缝钢管处径可以到6mm，壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm，壁厚小于0.25mm，冷轧比热轧尺寸精度高，而冷拔无缝钢管一般用无缝钢管：是用10#、20#、30#、35#、45#等优质碳结钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合金钢热轧或冷轧制成的。

10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。

45#、40Cr等中碳钢制成的无缝管用来制造机械零件，如汽车、拖拉机的受力零件。

一般用无缝钢管要保证强度和压扁试验。

热轧钢管以热轧状态或热处理状态交货；冷轧以热处理状态交货。

低中压锅炉用无缝钢管：用于制造各种低中压锅炉、过热蒸汽管、沸水管、水冷壁管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管等。

无缝钢管热处理工艺嘿，咱今儿就来说说这无缝钢管热处理工艺！这可是个相当重要的事儿啊，就好比厨师做菜，火候掌握不好，那菜的味道可就差了去了。

无缝钢管，那可是在好多地方都大显身手的好家伙呢！它得经过热处理这道关卡，才能变得更厉害。

你想想，要是没有这一步，那钢管能有那么好的性能吗？肯定不行啊！热处理就像是给无缝钢管来一次全面的升级改造。

就像人要锻炼身体才能更强壮一样，钢管也要经过热处理才能更耐用、更结实。

咱先说说加热这一步。

这可不是随随便便加热就行的，得掌握好温度和时间。

温度太高了，钢管可能就被“烤糊”了；温度低了呢，又达不到效果。

这就像烤面包，火候不对，面包不是没熟就是烤焦了。

时间也很关键啊，太短了不行，太长了也不好，得恰到好处。

然后是保温，这就像是让钢管在一个舒适的环境里好好“休息”一下，让它能充分地发生变化。

可别小看这一步，要是没做好，前面的加热不就白费啦？再说说冷却，这可是个技术活。

冷却得快了或者慢了，都会影响钢管的性能。

就好像跑步后不能一下子就停下来，得慢慢走一走，让身体适应一下。

在整个热处理过程中，每一个环节都不能马虎。

就跟盖房子一样，一块砖没放好，可能整栋房子就不结实了。

咱得认真对待，不能有一丝一毫的差错。

你说这无缝钢管热处理工艺是不是很重要？要是处理不好，那可就麻烦啦！钢管可能就容易坏，用不了多久就得换，那多浪费钱啊！所以啊，咱可得把这个工艺学好、做好。

其实啊，生活中很多事情都跟这无缝钢管热处理工艺差不多。

都需要我们认真对待，精心处理，才能有好的结果。

就像学习，得一步一个脚印，认真努力，才能取得好成绩；工作也是一样，得用心去做，才能有成就。

总之，无缝钢管热处理工艺可不简单，它需要技术，需要经验，更需要我们的认真和负责。

让我们一起重视起来，把这工艺做好，让无缝钢管发挥出它最大的作用！这就是我对无缝钢管热处理工艺的看法，你们觉得呢？。

H热处理eatTreatment2020年 第1期热加工5342CrMo 无缝钢管水淬热处理工艺优化研究王锦永，齐希伦，费志伟，叶丙义新兴铸管股份有限公司马头特种管材分公司 河北邯郸 056001摘要：用水作为淬火冷却介质，对42CrMo无缝钢管进行热处理后产生了裂纹。

用光学显微镜对裂纹微观特征进行了研究，分析了裂纹产生原因，并提出了改进措施。

结果表明，42CrMo钢管裂纹具备淬火裂纹特征，是在淬火过程中产生的；降低钢管淬火温度和淬火时间，利用余温自回火，解决了淬火裂纹；采用改进的工艺进行热处理，钢管平均晶粒度8.0级，且力学性能合格。

关键词：42CrMo无缝钢管；淬火冷却介质；裂纹；晶粒度；力学性能42CrMo 无缝钢管的成熟热处理工艺采用油或淬火液进行淬火，但是成本高，且淬火裂纹是一种严重的质量问题，出现就会导致钢管零件报废。

本文研究用水作为淬火冷却介质，提出针对42CrMo 无缝钢管的热处理工艺[1-3]。

1 用水作为淬火冷却介质首先进行了42C r M o 无缝钢管的小批量热处理试验，钢管尺寸为φ98.43mm （外径）×11.93mm （壁厚），材料性能要求抗拉强度＞655MPa ，屈服强度552~665MPa ，伸长率＞20%。

小批量热处理数量12支，淬火加热温度920℃，保温50min ，淬火冷却介质是水，淬火采取浸入内喷方式，淬后管子温度40℃以下，回火温度735℃，保温105min 。

钢管调质后，力学性能合格，但是发现8支管子内表面出现大量的裂纹，导致钢管报废。

裂纹照片如图1所示，为了分析裂纹特征，推断裂纹产生的阶段和原因，提出针对性防止措施，进行了工艺改进和效果验证。

图1 初始工艺热处理后的钢管裂纹（1）微观组织观察 微观组织显示剂为4%的硝酸酒精，用德国蔡司Axio ImagerA2m 金相显微镜进行观察。

（2）力学性能检验 依据A S T M A370标准对试样进行纵向拉伸性能检测，检验设备型号：SHT5605 60t 。