在管材的标准中，规定了相应的力学性能、物理性能、使用性能及工艺性能等指标，根据钢级的不同，各项性能指标均有较大的差别。力学性能包括：抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击功、硬度等；物理性能主要指晶粒度。使用及工艺性能包括：抗挤毁试验、压扁及扩口试验、抗硫化氢及抗二氧化碳腐蚀试验等。
一、钢管在步进式炉内加热的优点
步进式加热炉是钢管热处理生产线应用最多的炉型，它具有以下优点：
1. 产量高 最高小时产量可达50吨以上，步进炉是一种连续生产的炉型，操作可以完全实现自动化，可处理的钢管尺寸范围也较宽；
2. 升温快 步进炉使用的是气体或液体燃料，对钢管的传热方式为对流及辐射，钢管在炉内呈“架空”状态均匀分布在布料梁（固定梁）上；
3. 钢管温度均匀 其出炉时全长温度均匀性可达到±5℃,这是由于钢管在炉内的布料梁上呈“架空”状态进行加热，而且钢管每前进一步可以转动一定的角度；
4. 变形小 由于钢管在炉内的加热方式较为理想，温度均匀，因此，钢管出炉时，无论是弯曲度还是椭圆度均较小，为淬火等冷却工序创造了条件；
5. 操作方便 可以实现生产的自动化，钢管在炉内的加热情况及烧嘴的工作状态便于观察，为及时调整创造了条件。
二、淬火及正火工艺加热温度的确定
一般用“合金结构钢”制造的钢管可以进行淬火处理，如石油专用管中的套管、油管、钻杆、管线管；高压锅炉管、高压化肥及用户要求具有较高综合力学性能的钢管等品种。
“合金结构钢”为亚共析钢，淬火及正火的加热温度也就是钢的奥氏体化温度，制定原则也是Ac3+30~50℃.但考虑到提高钢的淬透性及减少加热时间，采用较高温度为好，即Ac3+50℃作为钢管的奥氏体化温度。这里提到的温度是指钢管的实际温度，而热电偶在炉膛内的测温点多在钢管的上方，而在燃料炉的炉膛内，上部温度高于下部温度，为了保证钢管的实际温度达到预定要求，炉子的设定温度应略高于预定的奥氏体化温度。
步进式加热炉在炉子长度方向上一般分布有2~3排烧嘴，我们可称之为保温段、加热段，而每一段又分为几个区，每一区包括几个燃烧器（烧嘴）。为了提高加热效率，可以根据钢管的外径适当提高加热区的设定温度。
三、热处理线上的高压水除鳞
在钢的热加工工序过程中，钢件表面将随着加热温度的高低及时间的长短而产生不同程度的氧化，并形成厚度不同的氧化皮。为了提高钢管表面质量及尺寸精度，在钢管的热轧过程中，均采用高压水除鳞工序以去掉氧化皮。
在热处理加热过程中，同样也会在钢管表面形成氧化皮，增加高压水除鳞工序有以下优点：
1. 同轧制工序一样，高压水除鳞工序可以显著改善钢管表面质量；
2. 钢管经除鳞清除氧化皮后，淬火时钢管冷却均匀、热量交换加快，可以起到减少钢管淬火变形、提高冷却速度的功效；
3. 钢管在热处理后的矫直过程中，钢管对矫直辊会产生很大的摩擦力，并造成辊型磨损，在钢管表面存在氧化皮的情况下会加快磨损过程，而除鳞就可以减轻辊型磨损；
4. 钢管热处理后均需进行无损检测，如果表面存在氧化皮将影响探伤效果，严重时探伤将无法进行，而除鳞工房则可避免这一情况的发生。
四、淬火方式、淬火剂的选择
选择钢管淬火方式主要考虑两个因素，首先钢管淬火时冷却速度能够保证得到预期的淬火组织；其次钢管淬火时冷却均匀，变形要小，以保证后续工序能够正常进行。
目前钢管热处理多以水为淬火剂，这是因为在淬火介质中，水最为经济、安全，对环境无污染。但是，由于水的冷却速度较快，钢管淬火时容易发生变形，钢管变形严重时因无法进行下道工序而报废。所以，在选择淬火方式时既要使钢管达到淬火要求，又要将变形控制在允许范围内。
根据上面的分析，首先钢管以旋转方式进行淬火最为理想，同时进行内外冷却。内冷以喷嘴将水喷入管内，水的流速以不小于10m/s为佳。外冷采用喷淋或浸入淬火槽内均可，但淬火槽内也必须有搅动喷管。总之，钢管的淬火应该是冷却能力达到要求，冷却尽量均匀，这是选择淬火方式的指导思想。
理想的淬火剂是在高温区时冷却速度快些，以避免奥氏体发生分解，提高钢的淬透性；在低温区时冷却速度慢些，以降低马氏体转变时的组织应力，减少变形或开裂。理想的淬火剂是不存在的，但对淬火剂的选用时应考虑这两方面的因素。
淬火剂的选择应根据钢管的品种、技术条件要求及钢的成分等多方面因素进行考虑。以石油管材为例，高钢级（强度）的钢管进行热处理采用的是调质工艺，即淬火加高温回火。钢种多选用含碳量偏低的中碳合金结构钢，钢管的有效厚度（壁厚）基本一致，淬火时各处的应力分布状态差异较小，引起开裂的危险性也相对低些，因此，可以优先选用水为淬火剂。
水的优点是冷却速度快，可以提高钢的淬透性，在用钢上可以减少合金含量，降低生产成本。另外用水作淬火剂，在生产上安全、经济。同样因水的冷却速度快，造成钢管变形大，并且在钢管表面存在某些缺欠的情况下，淬火时会扩展为缺陷而报废。
如果钢中的含碳量较高，淬火时为了减少变形或开裂，应选用冷却速度较慢的快速淬火油或者水基淬火液为淬火剂。
五、淬火油及水基淬火液的特点
淬火中使用淬火油及水基淬火液各有其特点。
1. 淬火油及水基淬火液的共同点是冷却速度较慢，特别是低温区，对减少或避免钢管变形及开裂极为有利。
2. 温度对淬火油的冷却速度影响较小，而对水基淬火液的冷却速度影响较大，即随着温度的提高冷却速度下降。
3. 淬火油的冷却速度不能调整，而水基淬火液的冷却速度可通过浓度及温度的调整而改变，灵活性较大。
4. 在安全生产方面，淬火油存在火灾隐患，而水基淬火液无火灾隐患。
5. 在环保等方面，淬火油对现场环境及大气造成污染，并影响人体健康，而水基淬火液不存在上述问题。
六、淬火时产生的变形分析
钢管在热处理淬火时均采取水平方式，钢管各部位的冷却速度很难达到均匀一致，这就不可避免产生淬火变形。钢管变形主要为弯曲度和椭圆度增大，其中弯曲可表现为整体弯曲（大弯）、“蛇形弯”和管端弯曲，其中前两种弯曲可通过斜辊矫直机得以矫育，而管端弯曲在矫直时很难达到理想的效果，需要用压力机进行矫直。因此，淬火时应尽量避免或减少变形。
钢管淬火时变形的根本原因是钢管各部位冷却不均匀，在钢管内部产生残余应力，致使钢管产生变形。以下几方面的因素是淬火变形的基本原因：
1. 原料的尺寸不理想，如壁厚偏差过大，或者弯曲及椭圆度较大等，其中壁厚偏差过大是影响淬火变形的主要因素；
2. 钢管加热温度不均，或者淬火前钢管就存在变形情况；
3. 为了使淬火内喷水冷却均匀，应使水在钢管内达到一定的流速，而这是需要由供水量来保证的，也就是说要有足够的内喷水量；
4. 钢管的外部冷却不均匀，如钢管淬火时固定不动，则钢管外部不同方位的冷却速度就会有差别，即冷却不均匀而产生变形，为了减少外部冷却不均匀，目前广泛采用钢管旋转淬火方式。
七、回火工艺
回火工艺参数主要指的是回火温度及保温时间，它决定了钢管热处理后的性能指标是否满足标准及用户的要求。
对于石油管材而言，力学性能中的屈服强度有一个范围，因此，制定的回火温度应使屈服强度达到中限为目标，这样，当化学成分及回火温度略有偏差时屈服强度仍能在规定的范围内。在API5CT中，第二组中的钢级其屈服强度范围较窄（103MPa),如果屈服强度的目标值不按中限进行控制，则生产中在某些情况下就有可能超出标准要求。
回火保温时间对性能也有较大的影响，一般情况下回火保温时间应保证组织转变完全、性能稳定。生产中应根据产品的性能要求、钢的化学成分及回火炉的技术参数等通过试验来确定。
八、热处理后钢管的精整
由于热处理后的钢管容易发生变形，故需要对其做进一步的精整。
在某些钢管的热处理生产线上，在回火炉出料口处设置定径机对钢管进行定径。定径的主要作用有两个：一是保证钢管外径的几何尺寸精度；二是保证钢管具有较小的椭圆度，这对于需要进行螺纹加工的套管及油管十分有利，为保证螺纹质量创造了条件。
钢管在热处理后会发生变形，即弯曲及椭圆度增大，难以达到相关标准及后道工序的要求，因此，矫直工序必不可少。矫直工序可以消除或减轻这种变形，使产品的弯曲度及椭圆度达到标准要求。
常用的钢管矫直机为斜辊矫直机及压力矫直机，斜辊矫直机效率高、矫直效果好，不仅使钢管的弯曲得到矫直，而且可以改善钢管的椭圆度。但斜辊矫直机对钢管的端部弯曲（鹅头弯）矫直效果不理想，通常需用压力矫直机进行矫直。
对斜辊矫直机而言，钢管只有在弯曲及压扁的条件下才能达到矫直效果。影响钢管矫直质量的参数为各辊的压下量、下中间辊的挠度、矫直温度、钢管的钢种、规格及矫直速度等。
钢管由弯到直的矫直过程实际上是一个弹塑性变形过程，而变形力必须达到或超过钢管的的才能产生塑性变形。在热处理线上矫直机通常布量在回火炉后面，钢管出回火炉温度略加调整即进行矫直，称之为“热矫”或“温矫”。
钢的强度随温度的提高而降低，而不同的钢种同一温度时强度差别也较大。所以，在调整矫直机时，各辊的压下量及中下辊的挠度因钢种及矫直温度的不同而有所区别。例如：Mn 系列钢种同Cr-Mo系列钢种相比，由于Cr-Mo系列钢种的高温强度高于Mn系列钢种，因此，Cr-Mo系列钢种的压下量及中下辊的挠度要大于Mn系列钢种。同样，低温或冷矫时压下量及挠度要大于“热矫”。也就是说，钢种、矫直温度是调整矫直机参数的重要依据。此外，钢管的规格也是需要考虑的因素，通常的做法是随着规格的减小压下量及挠度加大。矫直速度随着钢管规格的增大而降低。
另外，各辊的压下量是不同的，对六辊矫直机而言，前、后辊的压下量远小于中间辊。同样，钢管与矫直辊的接触弧线长度要合适，按1/2~3/4辊长进行调整，中辊取上限，前、后辊取下限。
总之，影响钢管矫直的因素是多方面的，在实际应用中要反复试验以取得宝贵的实践经验，并达到预期的效果。
