在线常化是近年发展起来的新工艺，从金属学角度讲是一种热处理工艺，即形变正火。它是将连轧管轧制后的钢管，在小冷床上冷却到再结晶温度以下，进再加热炉，在炉内将钢管加热到Ac3或Acm以上温度后，保温一段时间，使钢的金相组织转变为奥氏体，然后出炉，经定径机或张减机减径轧制后空冷或空、雾冷却等，使过冷奥氏体组织转变为珠光体，从而达到的钢管性能，它也是现代控制轧制的一种方案。对在线常化性能要求是：套管要有尽可能高的屈服强度，韧性与强度的优良匹配；管线管在达到强度要求的同时，要求具有良好的可焊性，优良的低温韧性。



一、在线常化的目的


在线常化要达到的目的包括：


  1. 使钢材的组织变得均匀，晶粒细化；


  2. 改善一些钢种的力学性能；


  3. 改善低碳钢和低合金钢的金相组织和性能，为合金元素的扩散创造条件。


 在金相显微镜下呈现铁素体加珠光体组织，如果是微合金化钢，在透射电镜下可观察到析出相与第二相颗粒。


  在线常化就是在轧制过程中间插入正火工艺，利用了部分轧制余热，即可缩短正火加热时间。微合金化在线常化钢替代离线正火或调制处理钢，减少了与热处理、精整、能量、脱碳、铁皮损失（氧化）等有关的成本。总之，在线常化既简化工序，又节省能源。


 与调质处理钢相比，在线常化钢具有更好的切削性能，这是由于铁素体＋珠光体组织比回火索氏体组织切削性能好。



二、在线常化工艺


  经轧制的钢冷至Ar1以下，由奥氏体全部转变为铁素体＋珠光体组织，即进行再加热，又全部转变成奥氏体后，空冷得到较为细小的铁素体＋珠光体组织。


  根据工件大小确定入再加热炉前的冷却时间，确保冷却至Ar1温度以下，工件在再加热炉中的时间，保证使合金溶解，组织全部转变成奥氏体，并均匀化，另外，要设定再加热炉温度。


  为使合金元素全部溶入奥氏体中，并使奥氏体均匀化，炉中工件应在规定的加热温度范围内保持适当的时间，时间的长短与工件的有效厚度、钢种、装炉方式、装炉量、装炉温度、炉的性能及密封程度等因素有关。


  冷却方式不同，意味着工件冷却速度不同，比如堆冷、并排冷、工件间隔料位冷、单冷，冷速由小变大，一般来说，晶粒尺寸减小，珠光体百分数增加，珠光体片间距减小，使得强度与冲击韧性均有提高。


  再加热炉中工件的保温时间是一项不可或缺的控制参数。保温时间不足，强度达不到要求，保温时间过长，浪费能源，降低生产效率，而且可能造成工件表面脱碳。


  在线常化钢入再加热炉之前，经历了阶段性的轧制工序结束，工件的每个部位必须完成奥氏体向铁素体＋珠光体的全部组织转变，所以工件冷却相对较慢的部位也必须冷至Ar,以下。


  再加热炉温度的控制对钢的性能至关重要。再加热炉给工件升温，不仅要保证必要的组织转变和扩散，而且还要使应有的合金元素全部溶人奥氏体中。温度偏低，强度不足，温度偏高，韧性下降，温度过高强度也会下降。


  微合金化元素加入钢中有两个目的，即晶粒细化及析出强化。两种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。晶粒细化可以通过析出质点钉扎晶粒间界获得，还有靠热加工过程延迟奥氏体再结晶时由应变诱导产生的析出。强化作用是由微合金碳化物、氮化物或碳氮化物于奥氏体向铁素体转变时在铁素体中析出，或转变完成以后的析出产生的。这些铁素体中的析出物阻碍转变时或转变后铁素体的晶粒长大，所以还有间接的晶粒细化作用。


  微合金在线常化钢的强韧化方式为沉淀强化，细晶强化；韧化以组织细化，铁素体相对增加，并呈块状分布。


  K55钢级不需要昂贵的微合金化元素，细化晶粒，不出现混晶，强度与韧性达标余量大，性能可靠。


  N80钢级切削加工性能好，有利用螺纹加工，残余应力低，管子各部位性能均匀性好，在相同强度水平下，综合使用性能较好。



三、在线常化套管产生弯曲的原因


  在（再加热炉前）小冷床弯曲，除了由于机架轧制线与轧机不对中产生机械弯曲外，钢管本身组织转变不一致，也是造成弯曲的原因，有些钢种在一定冷却速度下不仅得到铁素体＋珠光体，还产生一部分贝氏体组织，贝氏体组织应力较大，钢管局部先冷却，先产生贝氏体的部分可能发生弯曲。


  进人再加热炉前，钢管温度不应过低，温度过低，就可能在钢管入口再加热炉后产生弯曲。这是由于再加热炉中钢管入口与其他部位温度很难保持一致，当管子入炉温度过低，炉膛内较高的炉温就会使管子热应力急剧增加，当炉况不理想，管子的不同部位就会由于炉膛内温度不一致造成热应力差别较大，从而导致管子弯曲。