當(dāng)管坯在高溫下長時(shí)間加熱時(shí)，管坯表面會發(fā)生嚴(yán)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(shí)質(zhì)是管坯在加熱時(shí)，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(shí)，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(shí)可以不必考慮防止鋼的氧化問題。

而鋼在560℃以上加熱時(shí)，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(shí)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(hù)作用，氧很容易穿過氧化膜繼續(xù)向金屬體內(nèi)擴(kuò)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(qiáng)烈，鋼的氧化曲線如圖3-5所示。

鋼在加熱時(shí)，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(yīng)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(shí)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(kuò)散。當(dāng)鋼中含有Cr, Si, Ti, Al等合金元素時(shí)，這些元素與氧的親和力遠(yuǎn)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(shí)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(shí)，氣氛中的02, C02,  H20和H:等與鋼表層中的固溶碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(yán)重時(shí)，可以使鋼的表層變成鐵素體。其脫碳的化學(xué)反應(yīng)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(kuò)散，這樣就使鋼的脫碳層逐漸加深。若鋼的加熱時(shí)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(shí)間過長而造成奧氏體晶粒過分粗大所致的缺陷。當(dāng)管坯加熱溫度達(dá)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(shí)，管坯便產(chǎn)生了過燒。

由此可見，管坯是先發(fā)生過熱。進(jìn)而再發(fā)生過燒。管坯發(fā)生過熱時(shí)，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(shí)，其晶界發(fā)生熔化，鋼的塑性會進(jìn)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(yán)重的缺陷。過熱的管坯穿孔時(shí)，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(bào)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(shè)備失靈或操作不當(dāng)而造成的。應(yīng)對此予以高度的重視。