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大口径钢管热处理可以分为三类，即为了满足产品使用性能要求的最终热处理，用户和标准要求的以热处理状态交货的热处理，及大口径钢管制造过程中的工序间的热处理。

同其他产品一样，根据产品标准的技术条件要求，大口径钢管常用的热处理工艺主要有淬火、回火、正火及退火等。例如：石油专用管中的套管、油管、钻杆、管线管等，根据钢级的高低则相应采用正火、正火加回火、淬火加回火的工艺；高压锅炉管、高压化肥管道常采用正火、正火加回火、淬火加回火（厚壁管）及奥氏体不锈大口径钢管的固溶处理；轴承用大口径钢管的球化退火等。

有些合金含量较高的大口径钢管，为防止用户使用前产生开裂、变形等，用户和标准通常要求生产厂以热处理状态交货，生产厂需进行如退火、正火等热处理。工序间的热处理用于冷轧、冷拔大口径钢管的生产过程中，通常采用再结晶退火、软化退火。