當管坯在高溫下長時間加熱時，管坯表面會發(fā)生嚴重的氧化、脫碳，甚至產(chǎn)生過熱或過燒。

管坯表面的氧化，其實質(zhì)是管坯在加熱時，鐵原了及合金原子被氧化的結(jié)果。鋼的氧化分為兩種:一種是表面氧化，在鋼的表面生成氧化膜;一種是鋼的內(nèi)部氧化，鋼在一定深度的表面層發(fā)生晶界氧化。

研究表明，鋼在560℃以下加熱時，其表面氧化膜由2層氧化物組成。內(nèi)層是Fe304，表層是Fe203。由于這種氧化膜的結(jié)構(gòu)致密，與基體結(jié)合牢固，包覆在鋼的表面，能阻止氧的繼續(xù)滲人，因此，氧化速度很慢，這時可以不必考慮防止鋼的氧化問題。

而鋼在560℃以上加熱時，其表面氧化膜由3層氧化物組成:Fe203,Fe304和FeO，各層厚度之比約為1:10:100,實際上主要是由FeO組成。它是以FeO為基體的缺位固溶體，稱為維氏體。維氏體的結(jié)構(gòu)松散，與墓體結(jié)合不牢，易剝落，這種氧化膜起不到防護作用，氧很容易穿過氧化膜繼續(xù)向金屬體內(nèi)擴散，使金屬發(fā)生氧化。所以，氧化膜中一旦出現(xiàn)FeO，就會使氧化速度大大加快。而且，鋼的溫度越高，其氧化越強烈，鋼的氧化曲線如圖3-5所示。

鋼在加熱時，所用加熱介質(zhì)中的02, CO2和H20等都會使鋼發(fā)生氧化。其氧化反應如下:

2Fe+02=2FeO

Fe+CO2=FeO+CO

Fe+H20=FeO+H2

鋼的內(nèi)部氧化是因管坯在800-950℃較長時間加熱所發(fā)生的。加熱介質(zhì)中的O2和CO2除了會加速管坯表面氧化之外，還會沿奧氏體晶界向內(nèi)擴散。當鋼中含有Cr, Si, Ti, Al等合金元素時，這些元素與氧的親和力遠比鐵大，因此會優(yōu)先被氧化而沿品界生成氧化物，使晶界附近合金濃度降低，奧氏體穩(wěn)定性變小，鋼在淬火時便會沿晶界形成屈氏體網(wǎng)。在拋光

而未侵蝕的試樣中，可以看到沿晶界內(nèi)氧化的黑色產(chǎn)物，試樣侵蝕之后顯示出的黑色屈氏體網(wǎng)，掩蓋了鋼內(nèi)部的氧化物。

鋼在氧化性氣氛中加熱時，氣氛中的02, C02,  H20和H:等與鋼表層中的固溶碳發(fā)生化學反應，生成氣體而逸出鋼外，使鋼的表層碳濃度降低，即發(fā)生了脫碳。脫碳最嚴重時，可以使鋼的表層變成鐵素體。其脫碳的化學反應如下:
(C)+02 = CO2

(C)+CO2=2C0

(C)+H2O=CO+H2

(C)+2H2= CH4

由此表明，鋼發(fā)生脫碳后，其內(nèi)層的碳會向表面擴散，這樣就使鋼的脫碳層逐漸加深。若鋼的加熱時間越長，則脫碳層越深。

管坯過熱，主要是管坯的加熱溫度過高，或者在較高的加熱溫度下加熱時間過長而造成奧氏體晶粒過分粗大所致的缺陷。當管坯加熱溫度達到固相線溫度附近，使奧氏體晶界發(fā)生氧化甚至晶界局部熔化時，管坯便產(chǎn)生了過燒。

由此可見，管坯是先發(fā)生過熱。進而再發(fā)生過燒。管坯發(fā)生過熱時，其晶粒粗大，晶界處夾雜物富集，鋼的塑性降低。而管坯發(fā)生過燒時，其晶界發(fā)生熔化，鋼的塑性會進一步降低。

管坯過熱特別是過燒，是管坯在加熱中產(chǎn)生的十分嚴重的缺陷。過熱的管坯穿孔時，穿孔毛管會產(chǎn)生大最的內(nèi)折;而過燒的管坯會使無縫鋼管報廢。一般情況下，管坯產(chǎn)生過熱或過燒是極不正常的現(xiàn)象，可能是因設備失靈或操作不當而造成的。應對此予以高度的重視。