浙江至德鋼業(yè)有限公司將鋼管開發(fā)為雙相鋼無縫管，可以通過調(diào)整馬氏體的體積分?jǐn)?shù)以及硬度的方式，控制鋼管的強(qiáng)度和塑性，從而達(dá)到二次加工的要求，并且雙相鋼在加工過程中具有較高的加工硬化性能，使零件的強(qiáng)度迸一步得到提升。作為目前應(yīng)用于汽車行業(yè)最廣泛的鋼種，雙相鋼的成本較低，適合大規(guī)模的生產(chǎn)，應(yīng)用于鋼管行業(yè)具有很高的可行性。

   目前，中頻感應(yīng)加熱技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，由于鋼管具有圓形斷面，所以在環(huán)形的中頻感應(yīng)線圈內(nèi)可以得到均勻的加熱，通過中頻感應(yīng)的方式對鋼管進(jìn)行加熱既可以提高生產(chǎn)效率，又可以對雙相鋼無縫管的組織有積極的影響。由于鋼管壁厚在2mm以下，所以可以達(dá)到非常快的加熱速度，最快可達(dá)500℃／s。加熱速度越快，鋼的Acr和Ac3溫度都會(huì)提高，兩相區(qū)上移，奧氏體的形核率和長大速度也會(huì)隨之增大。所以，兩相區(qū)臨界退火溫度過高，奧氏體會(huì)異常長大。為避免該現(xiàn)象，在該區(qū)間的保溫時(shí)間應(yīng)縮短，因此，快速加熱和短時(shí)保溫便構(gòu)成了雙相鋼無縫管快速連續(xù)退火的核心。合理控制工藝路線，可以得到細(xì)晶的鐵素體和馬氏體晶粒，對雙相鋼無縫管的強(qiáng)度和塑性都有益。

    實(shí)驗(yàn)鋼管在加熱到兩相區(qū)范圍之后保溫，奧氏體首先在珠光體中的鐵素體和滲碳體界面形核，并迅速長大，珠光體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，最終與鐵素體達(dá)到平衡，從而形成一定比例的鐵素體和奧氏體。在兩相區(qū)范圍內(nèi)，隨著加熱溫度的升高、時(shí)間的延長，碳和合金元素迅速向奧氏體富集，從而提高奧氏體的淬透性。隨著奧氏體體積分?jǐn)?shù)的增加，其體內(nèi)的平均合金元素下降，進(jìn)而造成奧氏體的淬透性下降。兩相區(qū)均熱溫度較低時(shí)，奧氏體的長大受晶界擴(kuò)散控制，形核之后的奧氏體同時(shí)向鐵素體和滲碳體兩個(gè)方向長大。由于此時(shí)的奧氏體化程度較低，奧氏體內(nèi)的平均碳含量將較高，淬透性也會(huì)增強(qiáng)。經(jīng)臨界退火處理后，碳化物溶解于形成的奧氏體中，鐵素體成為無間隙固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化的鐵素體。另外，由于兩相區(qū)中奧氏體形核和長大均是由擴(kuò)散控制的相變，所以初始組織中碳化物的分布和形態(tài)對兩相區(qū)臨界退火時(shí)的奧氏體相變有一定影響，進(jìn)而影響淬火后的馬氏體相的分布與形態(tài)。因此，通過改變初始組織中的碳化物的形態(tài)來優(yōu)化最終組織中的馬氏體相，從而達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)鋼管的力學(xué)性能是一條可行的途徑。

    過時(shí)效工藝是指臨界區(qū)退火后，快冷到馬氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度以下，進(jìn)行保溫處理的一個(gè)過程，是雙相鋼在連續(xù)退火工藝中重要的組成部分。在過時(shí)效區(qū)等溫一定的時(shí)間，能夠促使鐵索體中的固溶原子向相界面轉(zhuǎn)移并進(jìn)一步凈化鐵素體，同時(shí)降低了馬氏體的硬度、改善了雙相鋼管的綜合性能。過時(shí)效溫度和過時(shí)效時(shí)間對材料的力學(xué)性能有著直接的影響，相對來說，過時(shí)效溫度較過時(shí)效時(shí)間的影響程度更大。一般情況下，材料的屈服強(qiáng)度隨過時(shí)效溫度的升高呈增長的趨勢：當(dāng)過時(shí)效溫度過高時(shí)，如大于350℃，將會(huì)導(dǎo)致基體內(nèi)的馬氏體溶解，馬氏體板條邊界變得模糊，鐵素體中的位錯(cuò)會(huì)部分消融，其密度也隨之降低，從而降低了材料的抗拉強(qiáng)度，也可能因此而出現(xiàn)屈服平臺(tái)。

    提高馬氏體體積分?jǐn)?shù)可以有效的提高雙相鋼無縫管的強(qiáng)度，但也使材料塑性惡化，而過時(shí)效的時(shí)間通常較短，對塑性的提高不明顯，所以，需要通過緩冷和回火等工藝制度來提高雙相鋼無縫管的成形性能。

    緩冷是為了能提高雙相鋼塑性經(jīng)常采用的工藝，在臨界區(qū)退火之后，緩慢冷卻可以控制快冷始溫，從而控制鋼板中碳的固溶度。試樣在緩冷過程中，碳、錳等元素進(jìn)一步向奧氏體富集，增加了未轉(zhuǎn)變奧氏體的穩(wěn)定性、提高了鐵素體的純凈度，同時(shí)也會(huì)析出一定量的取向附生鐵素體。剩余奧氏體在隨后的冷卻過程中將轉(zhuǎn)變?yōu)閸u狀馬氏體，呈島狀形態(tài)分布的馬氏體也有利于鋼板的塑性。緩冷初始溫度的選擇十分重要，過高可能導(dǎo)致奧氏體過分長大從而使雙相鋼的強(qiáng)度和塑性都受到影響，過低則會(huì)使取向附生鐵素體的生成不充分，對塑性的改善不明顯。

    回火是將淬火鋼在Ac1以下的溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織，并以適當(dāng)方式冷卻至室溫的工藝過程。回火后，鋼中的馬氏體會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，硬度下降，可以提高鋼的塑性和韌性，獲得硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性的適當(dāng)配合，從而達(dá)到性能的要求。回火的主要影響因素是回火溫度。不同的回火溫度會(huì)產(chǎn)生不同的回火馬氏體組織，回火溫度越高，馬氏體的硬度越低55]。雙相鋼在淬火后，鐵素體內(nèi)會(huì)由于馬氏體相變產(chǎn)生的體積膨脹誘發(fā)大量的可動(dòng)位錯(cuò)，從而消除拉伸過程中的屈服平臺(tái)，而回火則會(huì)使位錯(cuò)發(fā)生不同程度的回復(fù)。所以，在雙相鋼無縫管的熱處理工藝開發(fā)時(shí)，需要合理的控制回火溫度，使馬氏體的硬度在合理范圍內(nèi)，避免強(qiáng)度降低過多，并且保留一定量的可動(dòng)位錯(cuò)，使鋼管在加工時(shí)仍然呈現(xiàn)連續(xù)屈服的特性，保持低的屈強(qiáng)比，降低二次成形設(shè)備的加載負(fù)荷。

  通過熱處理過程中不同階段合理工藝的選擇，可以充分發(fā)揮中頻感應(yīng)加熱的優(yōu)勢，使雙相鋼無縫管的性能最大程度的優(yōu)化，從而達(dá)到良好的強(qiáng)度和塑性的配合，可以滿足管材二次成形對材料性能的要求。