採用される熱処理プロセスが焼きなまし、焼鈍、焼き戻し、焼き入れなどであるかどうかに関係なく、鋼管は熱処理中に加熱、均熱、冷却という基本的なプロセスを経て、そのすべてが鋼管の欠陥につながる可能性があります。鋼管の熱処理欠陥には、主に、不十分な微細構造と特性、寸法の過大、表面の亀裂、傷、深刻な酸化、脱炭、過熱または過度の燃焼、および保護ガス熱処理中の表面酸化が含まれます。
鋼管の微細組織と特性の不満足：熱処理中に、加熱温度が不適切であったり、浸漬時間が不合理であったり、冷却速度が速すぎたり遅すぎたりすると、鋼管の特性が要件を満たさなくなる可能性があります。これに対処するには、まず、加熱プロセスを策定する際に、鋼中の合金元素、加熱温度、および鋼の元の微細組織と寸法がオーステナイト変態に与える影響を徹底的に考慮することが重要です。次に、鉄-炭素平衡図に基づいて、鋼管熱処理の加熱温度を確立します。最後に、熱処理方法、加熱温度、焼戻し温度、冷却速度を明確にします。プロセス計画を策定した後、量産を開始する前に小ロット生産で検証する必要があります。
鋼管の寸法が不十分: 熱処理後、鋼管の寸法は、外径、楕円度、曲がりなどの大幅な変化を生じる場合があります。外径の変化は、多くの場合、焼入れ中に発生します。これは、一次微細組織がマルテンサイトとベイナイトに変化し、体積変化によって外径が増加するためです。この変化を抑えるために、焼戻し工程の後にサイジング プロセスが追加されることがよくあります。楕円度の変化は、主に大口径の薄肉管を長時間高温加熱することによって、鋼管の端部で発生します。楕円度の変化を防ぐには、適切な加熱システムを確保することが重要です。適切な加熱システムを使用しても、D/S 比が大きすぎると、管が「潰れて」端部が「丸くない」状態になる可能性があります。このような場合、加熱中に鋼管が回転するようにすることで、この問題を防ぐことができます。
曲げにはさまざまな要因が影響しますが、主に加熱と冷却の不均一性、特に焼入れ時の縦断面または横断面に沿った冷却速度の不均一性が影響します。通常、曲がった鋼管は矯正機を使用してまっすぐにすることができます。
鋼管の表面亀裂: 熱処理中の過度の熱応力により、主に加熱または冷却速度が速すぎるために、鋼管に表面亀裂が生じることがあります。合金厚肉鋼管の加熱中に炉の温度が高すぎると、炉に入った管が急速に加熱され、表面と内部の金属の間に大きな温度差が生じ、熱応力が発生します。これらの応力が材料の極限引張強度に達すると、表面亀裂が発生します。
焼入れの性質上、鋼管の金属組織焼入れ中に表面割れが発生する可能性は比較的高いです。鋼管に非金属介在物、組成偏析、微細構造偏析が存在すると、焼入れ割れが発生する可能性が高くなります。鋼管の熱処理割れを軽減するには、一方では、鋼種に応じた加熱・冷却システムを構築し、適切な焼入れ媒体を選択する必要があります。他方では、焼戻しまたは焼きなましされた焼入れ鋼管は、内部応力を除去するために速やかに処理する必要があります。
鋼管表面の傷や打撲：これらの欠陥は主に、炉内での加熱中または加熱後、焼入れ設備内、またはローラーコンベア輸送中に、鋼管と接触する工具やワークピースとの衝突や摩耗により発生します。これらの欠陥を防止するには、加熱設備の正常な動作を確保しながら、鋼管、ワークピース、工具、ローラー間の相対的な滑り速度を最小限に抑え、衝突の機会を減らします。
まとめると、熱間圧延シームレス鋼管の穿孔前のビレットの加熱、圧延後のサイジング（縮小）前の粗管の再加熱、冷間圧延（引抜）鋼管の中間焼鈍など、加熱プロセスパラメータの設計と制御が不適切だと、ビレット（鋼管）の加熱ムラ、酸化、脱炭、加熱割れ、過熱、過燃焼などの品質欠陥が発生し、最終的に鋼管の品質に影響を与える可能性があります。したがって、ビレット（鋼管）加熱のあらゆる側面で品質管理を強化することが不可欠です。
