在鋼的奧氏體化進程中，一般需經(jīng)歷三個基本過程，即奧氏體的形核與長大，殘余奧氏體的溶解和奧氏體的均勻化。為使這三個過程順利進行，需要通過加熱溫度來提供動力，由加熱時間給予保證，否則鋼的奧氏體化過程不完全，鋼管冷卻后的組織和性能就不會合格。

在制訂加熱工藝時，應充分考慮鋼中的合金元素、鋼管的加熱溫度、原始組織和尺寸對鋼的奧氏體變化的影響。一般來講，鋼管的加熱溫度越高，奧氏體轉變的時間就越短;合金元素含量越高，奧氏體化時間就越長;鋼的原始組織越彌散，奧氏體化速度就越快;而鋼管的壁厚越厚，則需要加熱的時間就越長。

鋼管奧氏體化之后，根據(jù)其不同的碳含量和不同的冷卻速度，可以得到珠光體類型組織、貝氏體類型組織、馬氏體類型組織。如果熱處理工藝控制不當，就有可能產(chǎn)生魏氏組織，如圖3-6所示。
 

魏氏組織是因鋼在高溫加熱條件下形成的粗晶粒奧氏體在冷卻時，游離的鐵素體除沿晶界析出之外，還有一部分會從晶界伸向晶粒內部或在品粒內部獨自析出，形成片狀的鐵素體而分布在珠光體上的一種組織。魏氏組織被認為是鋼的一種過熱組織，對鋼管的綜合性能有不良影響(但該組織在高溫持久性能方面比較優(yōu)異)，魏氏組織中鐵素體和滲碳體的針片，橫七豎八的割裂了鋼的基體而形成許多脆弱面.以致使鋼的常溫強度降低，脆性增加。

程度較輕的魏氏組織可采用適當溫度的正火來消除，而程度較重的魏氏組織可用二次正火來消除。第一次正火溫度較高.第二次正火溫度較低。同時還有細化晶粒的作用。

鐵一碳平衡圖是制訂鋼管熱處理加熱溫度的重要依據(jù)，也是研究平衡狀態(tài)下鐵一碳合金的成分、金相組織與性能的基礎。它說明了鐵一碳合金在極其緩慢的加熱和冷卻過程中的相組織、成分、溫度及其相互之間的關系。如圖3-7所示。

過冷奧氏體等溫轉變圖(簡稱TTT圖)以及過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變圖(簡稱CCT圖)，是制訂熱處理冷卻速度的重要依據(jù)。

TTT圖表示奧氏體化后的鋼在臨界溫度(A1)以下的不同溫度條件下保溫時的等溫時間和轉變址之問的關系。圖3-8是共析碳鋼的TTT圖。圖3-8中左邊一條曲線是等溫轉變開始線，右邊一條曲線是轉變終了線。其上部向A1線趨近而不相交,下部則與Ms線相交。Ms線是馬氏體轉變開始線。

尤其需要指出的是，當鋼的成分、奧氏體化條件、形變和應力狀態(tài)不同時，TTT圖的形狀和在溫度一時間坐標中的位置有很大的差異。但是，其轉變的基本規(guī)律大致相同.都有三個等溫轉變區(qū)間，即高溫區(qū)為珠光體轉變區(qū);中溫區(qū)為貝氏體轉變區(qū);低溫區(qū)為馬氏休轉變區(qū)。

圖3-9是共析碳鋼的CCT圖。CCT圖反映了奧氏體化后的鋼以不同冷速連續(xù)冷卻時，其組織轉變開始及終止的溫度與時間的關系。由圖3-9可見，共析碳鋼的連續(xù)冷卻轉變比較簡單，基本上是三條線分成四個區(qū)，當冷卻速度較慢時，形成珠光體類組織;而冷卻速度大于臨界速度(致使全部馬氏體化的最小冷卻速度)υk時，便形成了馬氏體組織;在略低于υk  速度冷卻時，可形成屈氏體+馬氏體組織。

與TTT圖類似，當鋼的成分和奧氏體化的條件、形變和應力狀態(tài)不同時，雖然過冷奧氏體鋼連續(xù)轉變圖的形狀和位置有差異，但是其轉變的基本規(guī)律卻是大致相同的，即以大于臨界冷卻速度“連續(xù)冷卻，可以抑止珠光體及貝氏體轉變，而全部發(fā)生馬氏體轉變;轉變溫度比等溫轉變的低，所需時間也長;在連續(xù)冷卻條件下，共析碳鋼只有珠光體轉變而無貝氏體轉變，過共析碳鋼多一個碳化物析出區(qū)，亞共析碳鋼多一個鐵素體和貝氏體轉變區(qū)。

CCT圖還顯示出，鋼在不同的連續(xù)冷卻條件下，可以得到的組織和相應的硬度。為了使鋼管獲得優(yōu)良的組織和性能在某些無縫鋼管產(chǎn)品標準中，明確規(guī)定了熱處理的方式、加熱溫度、回火溫度和冷卻速度。