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、在線常化的目的

在線常化要達到的目的包括：

  1. 使鋼材的組織(zhi)變得(de)均勻，晶粒細化；

  2. 改善(shan)一(yi)些鋼種的力學性能；

  3. 改善(shan)低碳鋼(gang)和(he)低合金(jin)(jin)鋼(gang)的金(jin)(jin)相組織和(he)性能，為(wei)合金(jin)(jin)元(yuan)素的擴散創造條件。

 在金(jin)相顯微鏡(jing)下(xia)呈現鐵素體加珠(zhu)光體組織，如果是微合金(jin)化鋼，在透射(she)電鏡(jing)下(xia)可觀(guan)察到析出相與(yu)第(di)二相顆粒。

  在(zai)線常(chang)(chang)化(hua)(hua)就是在(zai)軋(ya)制(zhi)(zhi)過(guo)程中間插入(ru)正火工(gong)藝，利用了(le)(le)部分軋(ya)制(zhi)(zhi)余熱，即可(ke)縮短正火加熱時間。微合金化(hua)(hua)在(zai)線常(chang)(chang)化(hua)(hua)鋼替(ti)代離線正火或調制(zhi)(zhi)處理鋼，減少了(le)(le)與熱處理、精整、能量、脫碳、鐵皮(pi)損失（氧(yang)化(hua)(hua)）等有(you)關(guan)的成本。總之，在(zai)線常(chang)(chang)化(hua)(hua)既簡化(hua)(hua)工(gong)序(xu)，又節省能源。

 與調(diao)質處理鋼相比，在線(xian)常化(hua)鋼具有更好(hao)的(de)切(qie)(qie)削性能，這是由于(yu)鐵素體＋珠光體組織比回(hui)火索氏(shi)體組織切(qie)(qie)削性能好(hao)。

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。

  為使合金元素全部溶入奧(ao)氏體中，并使奧(ao)氏體均勻化，爐(lu)中工(gong)(gong)件應(ying)在規定(ding)的(de)(de)(de)加熱(re)溫度范圍內(nei)保(bao)持適當的(de)(de)(de)時間，時間的(de)(de)(de)長短與工(gong)(gong)件的(de)(de)(de)有效厚(hou)度、鋼種、裝(zhuang)(zhuang)爐(lu)方式、裝(zhuang)(zhuang)爐(lu)量、裝(zhuang)(zhuang)爐(lu)溫度、爐(lu)的(de)(de)(de)性能及密封(feng)程度等因素有關。

  冷(leng)(leng)卻方(fang)式不同，意味著工件冷(leng)(leng)卻速度(du)不同，比(bi)如堆冷(leng)(leng)、并排冷(leng)(leng)、工件間隔料位冷(leng)(leng)、單(dan)冷(leng)(leng)，冷(leng)(leng)速由小變大，一般(ban)來(lai)說，晶(jing)粒(li)尺(chi)寸減小，珠光體百分數增加(jia)，珠光體片間距減小，使(shi)得(de)強度(du)與(yu)沖擊韌性均有提高。

  再加熱爐中工件的(de)保溫(wen)時間(jian)(jian)是一項(xiang)不可或缺的(de)控制(zhi)參(can)數。保溫(wen)時間(jian)(jian)不足，強度達不到(dao)要求，保溫(wen)時間(jian)(jian)過長，浪費能源，降低生產效(xiao)率，而且可能造成工件表面脫碳。

  在線常(chang)化鋼入再加熱爐之前，經歷(li)了(le)階段性的軋(ya)制工(gong)序結束，工(gong)件的每(mei)個部位(wei)必須完成奧氏體向鐵(tie)素體＋珠光(guang)體的全(quan)部組織轉變，所以(yi)工(gong)件冷卻相(xiang)對較慢的部位(wei)也(ye)必須冷至Ar,以(yi)下。

  再(zai)加熱爐(lu)溫(wen)度的(de)控制對鋼的(de)性能至關重要。再(zai)加熱爐(lu)給工件升(sheng)溫(wen)，不僅要保證必要的(de)組織轉變和擴散，而(er)且還要使應有的(de)合金元素(su)全部溶人奧(ao)氏體中。溫(wen)度偏低，強度不足(zu)，溫(wen)度偏高，韌性下(xia)降，溫(wen)度過高強度也會下(xia)降。

  微(wei)(wei)合金(jin)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)元素(su)(su)加入(ru)鋼(gang)中(zhong)有(you)兩個目的，即(ji)晶(jing)粒細化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)及析(xi)(xi)出強化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。兩種(zhong)作(zuo)用(yong)都是(shi)由(you)(you)微(wei)(wei)合金(jin)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)或(huo)碳(tan)氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的析(xi)(xi)出引起的。晶(jing)粒細化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)可以通(tong)過(guo)析(xi)(xi)出質點釘扎晶(jing)粒間界(jie)獲得，還有(you)靠熱加工過(guo)程延遲奧(ao)氏體再結(jie)晶(jing)時由(you)(you)應變(bian)誘(you)導產(chan)生的析(xi)(xi)出。強化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)是(shi)由(you)(you)微(wei)(wei)合金(jin)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)或(huo)碳(tan)氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)于奧(ao)氏體向(xiang)鐵(tie)素(su)(su)體轉(zhuan)變(bian)時在鐵(tie)素(su)(su)體中(zhong)析(xi)(xi)出，或(huo)轉(zhuan)變(bian)完成(cheng)以后的析(xi)(xi)出產(chan)生的。這(zhe)些(xie)鐵(tie)素(su)(su)體中(zhong)的析(xi)(xi)出物(wu)(wu)阻礙轉(zhuan)變(bian)時或(huo)轉(zhuan)變(bian)后鐵(tie)素(su)(su)體的晶(jing)粒長大，所(suo)以還有(you)間接的晶(jing)粒細化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)。

  微合金在線常化(hua)(hua)鋼的(de)強韌化(hua)(hua)方式為沉淀強化(hua)(hua)，細晶(jing)強化(hua)(hua)；韌化(hua)(hua)以組織細化(hua)(hua)，鐵素體相對增加，并呈(cheng)塊狀分布(bu)。

  K55鋼(gang)級不需要昂貴的微(wei)合(he)金化元素，細化晶粒，不出現混晶，強(qiang)度與韌性達標余量大，性能可靠。

  N80鋼級切削加工性(xing)能好(hao)，有利用螺紋加工，殘(can)余(yu)應(ying)力低，管子各(ge)部位性(xing)能均勻(yun)性(xing)好(hao)，在相同強度水平下，綜合使(shi)用性(xing)能較好(hao)。

三、在線(xian)常化套管產生彎曲的原因

  在（再加熱爐前）小冷(leng)床彎(wan)曲(qu)，除了由于機(ji)架軋制線與軋機(ji)不(bu)對中產生機(ji)械(xie)彎(wan)曲(qu)外，鋼(gang)管本身組(zu)織轉變(bian)不(bu)一致，也是造成彎(wan)曲(qu)的原(yuan)因，有(you)些鋼(gang)種(zhong)在一定冷(leng)卻(que)速度下不(bu)僅得到鐵素(su)體＋珠(zhu)光(guang)體，還產生一部分(fen)貝氏體組(zu)織，貝氏體組(zu)織應力(li)較大，鋼(gang)管局部先冷(leng)卻(que)，先產生貝氏體的部分(fen)可能發(fa)生彎(wan)曲(qu)。

  進人(ren)再(zai)(zai)加熱爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)前，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)溫(wen)(wen)度不應(ying)(ying)過(guo)低(di)，溫(wen)(wen)度過(guo)低(di)，就可能(neng)在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)入(ru)(ru)口再(zai)(zai)加熱爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)后產生彎曲。這是(shi)由于再(zai)(zai)加熱爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)中鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)入(ru)(ru)口與其他部位溫(wen)(wen)度很(hen)難保持一致(zhi)，當管(guan)(guan)(guan)子入(ru)(ru)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)溫(wen)(wen)度過(guo)低(di)，爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)內較(jiao)高的爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)溫(wen)(wen)就會(hui)使管(guan)(guan)(guan)子熱應(ying)(ying)力急劇增加，當爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)況不理(li)想，管(guan)(guan)(guan)子的不同部位就會(hui)由于爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)內溫(wen)(wen)度不一致(zhi)造成熱應(ying)(ying)力差別較(jiao)大，從而(er)導(dao)致(zhi)管(guan)(guan)(guan)子彎曲。