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 以浙江宏盛特鋼有限公司生產(chǎn)1Cr18Ni9Ti不銹熱軋鋼管為例（生產(chǎn)冷拔坯較簡單）。由圖可以看出，不銹鋼管的生產(chǎn)流程較碳鋼要復雜些，特別是管坯準備和精整工序較多較全。

一、不銹鋼管的技術條件

不銹鋼管應符合以下技術要求：

 1. 化學成分應符合有關國家標準；

 2.鋼管熱處理（固溶處理）后的機械性能應符合下表規(guī)定。

3. 鋼合經(jīng)B法晶間腐蝕試驗符合要求；

4. 不銹鋼管經(jīng)擴口試驗，擴口處應無裂紋、裂口；

5. 其他見有關標準。

二、管坯

 76～100機組所用的不銹鋼管坯多由電弧爐冶煉，有鍛坯和軋坯兩種。

 管坯應進行以下各項檢驗：a相鑒定，低倍組織和高倍組織，塔形車削，化學成分，幾何尺寸公差，表面質(zhì)量。
   
 管還表面質(zhì)量要求是：表面不得有嚴重的折疊、裂紋、結(jié)疤、夾雜等缺陷；對少經(jīng)剝皮的管坯而言允許有深度不大于2毫米的缺陷存在。

  對a相和晶粒度的規(guī)定是：奧氏體鈉的a相≤3級，晶粒度5~8級。

  對合金鋼管坯做嚴格的檢查，一是為了保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量，二是為了保證熱軋時金屬有良好的加工性能，因為特殊合金鋼價格昂貴。如果鋼質(zhì)不良會造成大量的廢品。管坯存在著經(jīng)加熱不能去除（氧化燒掉）而殘留在表面上的嚴重缺陷時，經(jīng)過塑性變形缺陷將擴大和加深，給最終產(chǎn)品造成大量缺陷。

  要求管坯的幾何尺寸盡可能精確，也是為了減少軋制廢品，如管坯直徑過小或橢圓度、彎曲度過大將惡化穿孔咬入條件，直徑過大則增加穿孔時的壓縮量，容易導致孔腔形成等缺陷。

  管坯冶煉和澆注條件對加工性能的影響主要是夾雜物含量、氣體含量、表面裂紋以及低倍組織（縮孔、中心疏松）等，如本書第二章所述。

三、管坯截斷、剝皮和定心

  普通鋼的管坯多用剪切機切斷對于不銹鋼管坯由干剪切斷面質(zhì)量要求高（如保證穿孔時咬入順利、內(nèi)折缺陷少、兩端部壁厚不均小等），剪切機不能滿足要求，一般多采用鋸機鋸斷。

  60～100機組所用的鋸機有砂輪鋸、弓形鋼和圓盤鋸等。

  此外，不銹鋼因強度較高、硬化現(xiàn)象嚴重，用剪機剪切也有困難。對強度極限較高的鋼種如30CrMnSiA，GCr15等，在剪機上剪切時容易在剪切端面產(chǎn)生剪切裂紋（深到20~30毫米），這就容易造成毛管端部破裂。這類鋼也多用鋸切或經(jīng)預熱后再剪切。這類鋼也有用火焰切割的，但切割端面質(zhì)量較差，金屬消耗大。

  不銹鋼管坯一般都要經(jīng)剝皮處理，以去除表面缺陷。但有的工廠對非航空用的不銹鋼管坯則不剝皮而用砂輪研磨。表面缺陷一般是在澆注鋼錠時產(chǎn)生的。1Cr18Ni9Ti鋼中加入了鈦元素，鈦和氧、氮有較大的結(jié)合力，在澆注鋼水時，欽與空氣中氧和氮接觸，形成穩(wěn)定的氧化鈦和氨化鈦，在鋼水溫度降低時來不及逸出便造成鋼錠的表面缺陷。

 另外由于不銹鋼導熱性差和線膨脹系數(shù)大，所以冷熱尺寸變化大。再加上塑性較差，表面易出現(xiàn)裂紋。管坯上的裂紋通過剝皮處理去除后可以較大地提高成品率，剝皮量一般在5~ 10毫米（按直徑算）剝皮可在專用車床上進行。
   
 不銹鋼管坯都需要定心。管坯定心利于咬入，可減小頂頭前壓縮量和毛管前端壁厚不均。有的廠對小直徑管坯不定心（供冷拔料的）。

四、不銹鋼管坯的加熱

 管坯加熱是不銹鋼管生產(chǎn)的關鍵工序之一，它直接影響后步工序的正常進行，也影響著成品質(zhì)量。加熱質(zhì)量的好壞在很大程度上決定于加熱制度與加熱操作。

 加熱制度是指出爐溫度、加熱速度和對加熱質(zhì)量的要求。

 1.出爐溫度

  碳鋼的出爐溫度一般可由相圖確定，低于鐵碳平衡圖因相線下。對過熱敏感性大、且在穿孔過程中有較高溫升（用鋁基頂頭溫升更大）的合金鋼（特別是高合金鋼），它們的出爐溫度不能簡單地由相圖確定，而多由熱扭轉(zhuǎn)試驗和小穿孔試驗確定。

  不銹鋼的出爐溫度，應考慮以下幾個因素：內(nèi)部組織狀態(tài)（如防止晶粒過大�？谙噍^少），穿孔過程中的溫升值；穿孔工具的使用，由加熱爐到穿孔機的溫降（特別是小斷面管坯），終軋溫度以及加工溫度范圍較窄等。綜合各項因素考慮的結(jié)果是，用水冷頂頭時出爐溫度一般不超過1200℃（中心溫度），“用鉬基頂頭時一般不超過1100℃。

  過去不少資料指出，1Cr18Ni9Ti不銹鋼的加工溫度范圍很窄，這種說法不一定確切。根據(jù)76~100機組實際生產(chǎn)證明，不銹鋼也具有較寬的加工溫度范圍。

  確定開軋溫度也應照顧到終軋溫度，從奧氏體不銹鋼的相圖可以看出，當溫度800-850℃時含C<0.1%的鋼就有鉻的碳化物開始析出；碳化物析出使鋼變脆，塑性降低。同時，在900~950℃緩慢冷卻還會產(chǎn)生具有脆性的o相，它在a與y固溶體內(nèi)溶解有限；析出時主要沿晶界分布，使鋼塑性下降。但在熱加工過程中鋼在臨界溫度范圍內(nèi)持續(xù)的時間很短，o相來不及析出；所以在熱加工的條件下，o相的影響不大。

 2.加熱速度

  基于不銹鋼導熱性和塑性隨溫度變化的特點，不銹鋼管坯最好采用三段式加熱。圖中1段為管坯原始溫度；2段為低溫慢速加熱段，在爐外烘烤和在爐內(nèi)預熱段慢速加熱。慢速加熱的加熱時間要充分，預熱溫度到850℃以上。3段為加熱段。此時為了防止晶粒長大和提高爐子生產(chǎn)率，充分利用高溫時鋼的較大的導熱性和塑性，采取快速加熱。4段為均熱段。短時間內(nèi)均熱，可使管坯內(nèi)外溫度一致。
    
  現(xiàn)場實際生產(chǎn)中一股多是控制爐見溫度和預熱段加熱時間以及分批進爐。一般規(guī)定爐尾溫度不大于750。860℃(76機組)，預熱時間45~60分鐘。

  3.加熱操作

  不銹鋼管坯對加熱的質(zhì)量要求較高，表面要光潔，嚴防增碳和加熱不均勻等。奧氏體不銹鋼一般含碳量較低，高溫下處于還原性氣氛中會出現(xiàn)滲碳的傾向，而使耐蝕性降低，使加工性能變壞。因此，奧氏體不銹鋼最好在氧化氣氛中加熱。另外需將管坯表面油跡擦凈，并采用較大的空氣過剩系數(shù)。

  加熱過程中應當經(jīng)常檢查溫度情況，在斜底爐中加熱時翻鋼操作力求迅速并準確地翻轉(zhuǎn)180°，加熱時要嚴防火焰直接噴射管坯。要防止產(chǎn)生陰陽面和端部溫度偏高現(xiàn)象，并應使管坯沿長度和斷面上加熱均勻。

  在高溫段不要停留時間太長；停軋30分以內(nèi)時可將爐溫降低，當停軋時間再長時應將管坯出爐。管坯出爐后1Cr13、2Cr13要堆冷，3Cr13和4Cr13要緩冷，奧氏體不銹鋼需淬水。

五、不銹鋼管坯的穿孔

  穿孔工序是生產(chǎn)不銹鋼管特別是在一般二輥穿孔機上生產(chǎn)時的關鍵工序，因為不銹鋼管很多缺陷是在穿孔過程中造成的。

  為了保證毛管質(zhì)量首先要合理地選擇穿孔的變形參數(shù)。

  高合金鋼穿孔的主要困難就在于低的穿孔性能。臨界壓縮量較小，頂頭前壓縮量一般在標準范圍內(nèi)。但壓縮量過小會造成穿孔過程不穩(wěn)定，如咬入不良、滑移增加、前卡等。為了克服這些問題，管坯要定心，且定心孔的深度較其他鋼種要大。

  頂頭前壓縮量過大，容易形成孔腔而產(chǎn)生內(nèi)折缺陷。橢圓度系數(shù)取較小的值有利于提高毛管質(zhì)量（如減小拉伸應力），可以限制橫變形（不銹鋼擴徑量大）。但橢圓度系數(shù)過小也不行，會造成軋件旋轉(zhuǎn)困難而軋卡；另外導板磨損厲害，也易造成外表面缺陷。因此穿軋不銹鋼管時應經(jīng)常檢抽導板磨損情況并及時更換。橢圓度系數(shù)一般在1.07至1.08范圍內(nèi)。

  浙江宏盛特鋼有限公司認為，奧氏體不銹鋼塑性低、抗力大，穿孔時需采用較小的延伸系數(shù)，特別是對大直徑管坯穿孔。我國76~100機組的生產(chǎn)實踐證明，這種觀點不完全符合實際情況。我國穿軋不銹鋼管都采取一次穿孔，最大延伸系數(shù)到4，采用大動延伸系數(shù)既提高了產(chǎn)品質(zhì)量又提高了產(chǎn)量，降低了消耗。一次穿孔條件下有的廠熱軋半成品管（供冷軋冷拔坯料）的成品率達到99.5%以上。

  不銹鋼管坯的直徑，一般選得比毛管直徑小。因為不銹鋼穿孔時擴徑量大。管坯長度主要受頂頭質(zhì)量的限制。穿軋不銹鋼時由于頂頭上的單位壓力大，發(fā)熱嚴重，頂頭容易很快被磨損。如果管坯太長頂頭磨損更厲害，有時一個頂頭連一根管坯都穿不過就軋卡。即使頂頭不被軋卡，在穿到毛管尾端時頂頭磨損處的尖銳楞角很容易把毛管內(nèi)表面刮傷并粘金屬，產(chǎn)生內(nèi)表面缺陷。同時隨著頂頭的磨損的壓堆，頂頭長度減小，導致頂頭前壓縮量增加，也容易產(chǎn)生內(nèi)折缺陷。76~100機組用一般頂頭(30CrNi3A)時。管坯長度達1.4米，而76機組一般都較短，只有1米左右。采用鉬基頂頭可增加管坯長度，有的資料介紹可到1.8來，甚至更長些。

  不銹鋼和耐熱鋼穿孔時，一般都使用最低的軋輥轉(zhuǎn)速。我國不少工廠實踐證明，低的軋輥轉(zhuǎn)速有利于低塑性難變形的金屬穿孔。高合金鋼穿孔時選用較低的轉(zhuǎn)速不但有利于提高毛管質(zhì)量，而且可以減小穿孔機負荷、減小滑移和改善咬入。當然，產(chǎn)量會相對降低些。

  增大軋輥傾角（前進角）對耐熱鋼穿孔是有利的，因為這類鋼在穿孔過程中表現(xiàn)出有較大的滑移。增加前進角會使曳入力增加，有利于減小滑移。對不銹鋼來說，由于具有高的變形抗力，增加前進角主要受電機負荷和頂桿強度的限制。據(jù)資料介紹5毫米不銹鋼管坯穿孔時，前進角到11.5°，105毫米時，前進角到11°。

  為了提高不銹鋼管的質(zhì)量和增加經(jīng)濟效益，不銹鋼管的穿孔最好選用新型穿孔機，如菌式穿孔機、導盤穿孔機、三輥穿孔機。

六、不銹鋼管的軋制

  不銹鋼的塑性隨著溫度下降而變壞，變形抗力隨溫度下降而猛增，軋制時的寬展較大，并應保證一定的終軋溫度。因此，不銹鋼管的軋制都采取高溫快軋，并在有足夠塑性和較小變形抗力的溫度下（大約1050℃）完成。

  軋管的減壁量一般要取小一些，這是為了保證咬入可靠和減輕設備負荷，兩道頂頭差為1至2毫米。有的為了減小各道變形量軋三道，多數(shù)是軋兩道。

  為了減小溫降、改善管子內(nèi)表面的質(zhì)量，軋制時要關小軋輥冷卻水，軋畢打開冷卻水快速冷卻軋輥，但應防止正沖軋槽。換軋不銹鋼管時一般都是先用碳鋼試軋。

  對于耐熱鋼，為了細化晶粒，軋管機上的軋制溫度一般取得較低。

七、不銹鋼管的均整

  不銹鋼管的均整應快速完成；均整時關小冷卻水，保證溫度。另外，擴徑量要小，軋管后管子的內(nèi)徑應比均整機頂頭直徑小1毫米。擴徑量大容易卡鋼和不咬入。

八、不銹鋼管的定減徑

  不銹鋼管一般都經(jīng)過定徑，定徑時的終軋溫度應在800~900℃。不銹鋼管定徑時要注意防止軋輥粘金屬，否則很容易在管子表面上造成壓痕。

  金屬粘結(jié)在軋輥上也容易發(fā)生在鋼管減徑機中。

  不銹鋼管一般不經(jīng)過減徑（無張力減徑機），這是因為減徑時壁增厚量大。這樣，在軋管機上需軋制更薄的管子是有困難的。小口徑厚壁管也可經(jīng)過減徑。有的廠減徑時，鋼管先經(jīng)過修磨，然后經(jīng)再加熱才減徑。這樣可保證減徑管的質(zhì)量。

九、不銹鋼管的精整

  1.淬水（固溶處理）

  定徑后的熱管直接入再加熱爐加熱到1050℃，然后淬水。也可將管子冷卻后重新加熱（如電接觸加熱）淬水。不銹鋼管需要固溶處理，這是不銹鋼管精整特點之一。

  固溶處理的目的有三：
   
  a. 由于從高溫下快冷，越過奧氏體的碳飽和曲線而達SK線，碳化物來不及析出，得到單一的奧氏體組織，可以提高抗腐蝕性能和塑性。
   
  b. 減弱奧氏體鋼的晶間腐蝕傾向性，這是因為再加熱時可把析出的碳化物重新溶解于固溶體內(nèi)，同時也可減小各處鉻濃度的差異（由于高溫下的擴散作用）。
  
  c. 奧氏體不銹鋼經(jīng)水樣還有助于破壞致密的表面氧化鐵皮。

  水淬工藝中要嚴防增碳，普遍的和局部的增碳都會降低抗晶間腐蝕的性能，而且會給后步冷加工工序造成困難，所以用火焰爐加熱時應給予充分注意。

  在電接觸加熱床上加熱，可防止增碳，且加熱質(zhì)量好，加熱均勻；但耗電大，勞動強度大。

  水淬制度是把不銹鋼管加熱到1050~1100℃，然后在低于40℃的水中快速冷卻。
 
  水淬后不銹鋼管要取樣檢查晶間腐蝕，不合格者要重新水淬。

  2.矯直

  由于經(jīng)過水淬及搬運，有些管子彎曲度可能很大，彎曲度大于50毫米／米者需經(jīng)過壓力矯直機粗矯，然后再送到輥式矯直機精矯。由于不銹鋼強度高、硬化嚴重，矯直力很大，這是矯直時應注意的。
    
  3.切管

  切管時盡可能采用大刀具，潤滑冷卻液要直對車刀，以求良好的散熱條件，防止局部過熱。
   
  由干不銹鋼的強度大，切削時的能量消耗大，比切削同體積軟鋼要多耗50%左右能量。因此，應選用大號切管機，采取低轉(zhuǎn)速、大進刀量并加斷屑器。

  4.酸洗

  不銹鋼管因使用場合重要、條件惡劣，對表面質(zhì)量的要求是很高的。為了易于發(fā)現(xiàn)和檢查表面缺陷，鋼管需經(jīng)過酸洗處理，酸洗后進行光澤處理，使表面光澤，提高鋼管的耐蝕性。

  5.檢查和修磨

  不銹鋼管檢查按標準要求進行，為了檢查出內(nèi)部缺陷一般都應采用無損探傷儀器檢查，如超聲波探傷儀等。
  
 修磨是指研磨拋光內(nèi)外表面，有的廠拋光可達V4，修磨主要是為了去除表面微小缺陷，同時經(jīng)過拋光可以提高鋼管抗蝕性。
  

十、不銹鋼半成品管熱軋生產(chǎn)

    76機組生產(chǎn)熱軋半成品管（供冷加工坯料）的工藝過程要簡單一些，其流程如下：

    管坯驗收→鋸斷→剝皮→加熱→穿孔（或繼續(xù)進行軋管）→水淬→毛管檢驗入庫。

    如果利用余熱打頭，打頭后要水淬。如果是再加熱后打頭，有的是打頭前水淬（穿孔毛管），有的是打頭后水淬。