在管材的標準中，規定了相應的力學性能、物理性能、使用性能及工藝性能等指標，根據鋼級的不同，各項性能指標均有較大的差別。力學性能包括：抗拉強度、屈服強度、伸長率、沖擊功、硬度等；物理性能主要指晶粒度。使用及工藝性能包括：抗擠毀試驗、壓扁及擴口試驗、抗硫化氫及抗二氧化碳腐蝕試驗等。
一、鋼管在步進式爐內加熱的優點
步進式加熱爐是鋼管熱處理生產線應用最多的爐型，它具有以下優點：
1. 產量高 最高小時產量可達50噸以上，步進爐是一種連續生產的爐型，操作可以完全實現自動化，可處理的鋼管尺寸范圍也較寬；
2. 升溫快 步進爐使用的是氣體或液體燃料，對鋼管的傳熱方式為對流及輻射，鋼管在爐內呈“架空”狀態均勻分布在布料梁（固定梁）上；
3. 鋼管溫度均勻 其出爐時全長溫度均勻性可達到±5℃,這是由于鋼管在爐內的布料梁上呈“架空”狀態進行加熱，而且鋼管每前進一步可以轉動一定的角度；
4. 變形小 由于鋼管在爐內的加熱方式較為理想，溫度均勻，因此，鋼管出爐時，無論是彎曲度還是橢圓度均較小，為淬火等冷卻工序創造了條件；
5. 操作方便 可以實現生產的自動化，鋼管在爐內的加熱情況及燒嘴的工作狀態便于觀察，為及時調整創造了條件。
二、淬火及正火工藝加熱溫度的確定
一般用“合金結構鋼”制造的鋼管可以進行淬火處理，如石油專用管中的套管、油管、鉆桿、管線管；高壓鍋爐管、高壓化肥及用戶要求具有較高綜合力學性能的鋼管等品種。
“合金結構鋼”為亞共析鋼，淬火及正火的加熱溫度也就是鋼的奧氏體化溫度，制定原則也是Ac3+30~50℃.但考慮到提高鋼的淬透性及減少加熱時間，采用較高溫度為好，即Ac3+50℃作為鋼管的奧氏體化溫度。這里提到的溫度是指鋼管的實際溫度，而熱電偶在爐膛內的測溫點多在鋼管的上方，而在燃料爐的爐膛內，上部溫度高于下部溫度，為了保證鋼管的實際溫度達到預定要求，爐子的設定溫度應略高于預定的奧氏體化溫度。
步進式加熱爐在爐子長度方向上一般分布有2~3排燒嘴，我們可稱之為保溫段、加熱段，而每一段又分為幾個區，每一區包括幾個燃燒器（燒嘴）。為了提高加熱效率，可以根據鋼管的外徑適當提高加熱區的設定溫度。
三、熱處理線上的高壓水除鱗
在鋼的熱加工工序過程中，鋼件表面將隨著加熱溫度的高低及時間的長短而產生不同程度的氧化，并形成厚度不同的氧化皮。為了提高鋼管表面質量及尺寸精度，在鋼管的熱軋過程中，均采用高壓水除鱗工序以去掉氧化皮。
在熱處理加熱過程中，同樣也會在鋼管表面形成氧化皮，增加高壓水除鱗工序有以下優點：
1. 同軋制工序一樣，高壓水除鱗工序可以顯著改善鋼管表面質量；
2. 鋼管經除鱗清除氧化皮后，淬火時鋼管冷卻均勻、熱量交換加快，可以起到減少鋼管淬火變形、提高冷卻速度的功效；
3. 鋼管在熱處理后的矯直過程中，鋼管對矯直輥會產生很大的摩擦力，并造成輥型磨損，在鋼管表面存在氧化皮的情況下會加快磨損過程，而除鱗就可以減輕輥型磨損；
4. 鋼管熱處理后均需進行無損檢測，如果表面存在氧化皮將影響探傷效果，嚴重時探傷將無法進行，而除鱗工房則可避免這一情況的發生。
四、淬火方式、淬火劑的選擇
選擇鋼管淬火方式主要考慮兩個因素，首先鋼管淬火時冷卻速度能夠保證得到預期的淬火組織；其次鋼管淬火時冷卻均勻，變形要小，以保證后續工序能夠正常進行。
目前鋼管熱處理多以水為淬火劑，這是因為在淬火介質中，水最為經濟、安全，對環境無污染。但是，由于水的冷卻速度較快，鋼管淬火時容易發生變形，鋼管變形嚴重時因無法進行下道工序而報廢。所以，在選擇淬火方式時既要使鋼管達到淬火要求，又要將變形控制在允許范圍內。
根據上面的分析，首先鋼管以旋轉方式進行淬火最為理想，同時進行內外冷卻。內冷以噴嘴將水噴入管內，水的流速以不小于10m/s為佳。外冷采用噴淋或浸入淬火槽內均可，但淬火槽內也必須有攪動噴管?？傊摴艿拇慊饝撌抢鋮s能力達到要求，冷卻盡量均勻，這是選擇淬火方式的指導思想。
理想的淬火劑是在高溫區時冷卻速度快些，以避免奧氏體發生分解，提高鋼的淬透性；在低溫區時冷卻速度慢些，以降低馬氏體轉變時的組織應力，減少變形或開裂。理想的淬火劑是不存在的，但對淬火劑的選用時應考慮這兩方面的因素。
淬火劑的選擇應根據鋼管的品種、技術條件要求及鋼的成分等多方面因素進行考慮。以石油管材為例，高鋼級（強度）的鋼管進行熱處理采用的是調質工藝，即淬火加高溫回火。鋼種多選用含碳量偏低的中碳合金結構鋼，鋼管的有效厚度（壁厚）基本一致，淬火時各處的應力分布狀態差異較小，引起開裂的危險性也相對低些，因此，可以優先選用水為淬火劑。
水的優點是冷卻速度快，可以提高鋼的淬透性，在用鋼上可以減少合金含量，降低生產成本。另外用水作淬火劑，在生產上安全、經濟。同樣因水的冷卻速度快，造成鋼管變形大，并且在鋼管表面存在某些缺欠的情況下，淬火時會擴展為缺陷而報廢。
如果鋼中的含碳量較高，淬火時為了減少變形或開裂，應選用冷卻速度較慢的快速淬火油或者水基淬火液為淬火劑。
五、淬火油及水基淬火液的特點
淬火中使用淬火油及水基淬火液各有其特點。
1. 淬火油及水基淬火液的共同點是冷卻速度較慢，特別是低溫區，對減少或避免鋼管變形及開裂極為有利。
2. 溫度對淬火油的冷卻速度影響較小，而對水基淬火液的冷卻速度影響較大，即隨著溫度的提高冷卻速度下降。
3. 淬火油的冷卻速度不能調整，而水基淬火液的冷卻速度可通過濃度及溫度的調整而改變，靈活性較大。
4. 在安全生產方面，淬火油存在火災隱患，而水基淬火液無火災隱患。
5. 在環保等方面，淬火油對現場環境及大氣造成污染，并影響人體健康，而水基淬火液不存在上述問題。
六、淬火時產生的變形分析
鋼管在熱處理淬火時均采取水平方式，鋼管各部位的冷卻速度很難達到均勻一致，這就不可避免產生淬火變形。鋼管變形主要為彎曲度和橢圓度增大，其中彎曲可表現為整體彎曲（大彎）、“蛇形彎”和管端彎曲，其中前兩種彎曲可通過斜輥矯直機得以矯育，而管端彎曲在矯直時很難達到理想的效果，需要用壓力機進行矯直。因此，淬火時應盡量避免或減少變形。
鋼管淬火時變形的根本原因是鋼管各部位冷卻不均勻，在鋼管內部產生殘余應力，致使鋼管產生變形。以下幾方面的因素是淬火變形的基本原因：
1. 原料的尺寸不理想，如壁厚偏差過大，或者彎曲及橢圓度較大等，其中壁厚偏差過大是影響淬火變形的主要因素；
2. 鋼管加熱溫度不均，或者淬火前鋼管就存在變形情況；
3. 為了使淬火內噴水冷卻均勻，應使水在鋼管內達到一定的流速，而這是需要由供水量來保證的，也就是說要有足夠的內噴水量；
4. 鋼管的外部冷卻不均勻，如鋼管淬火時固定不動，則鋼管外部不同方位的冷卻速度就會有差別，即冷卻不均勻而產生變形，為了減少外部冷卻不均勻，目前廣泛采用鋼管旋轉淬火方式。
七、回火工藝
回火工藝參數主要指的是回火溫度及保溫時間，它決定了鋼管熱處理后的性能指標是否滿足標準及用戶的要求。
對于石油管材而言，力學性能中的屈服強度有一個范圍，因此，制定的回火溫度應使屈服強度達到中限為目標，這樣，當化學成分及回火溫度略有偏差時屈服強度仍能在規定的范圍內。在API5CT中，第二組中的鋼級其屈服強度范圍較窄（103MPa),如果屈服強度的目標值不按中限進行控制，則生產中在某些情況下就有可能超出標準要求。
回火保溫時間對性能也有較大的影響，一般情況下回火保溫時間應保證組織轉變完全、性能穩定。生產中應根據產品的性能要求、鋼的化學成分及回火爐的技術參數等通過試驗來確定。
八、熱處理后鋼管的精整
由于熱處理后的鋼管容易發生變形，故需要對其做進一步的精整。
在某些鋼管的熱處理生產線上，在回火爐出料口處設置定徑機對鋼管進行定徑。定徑的主要作用有兩個：一是保證鋼管外徑的幾何尺寸精度；二是保證鋼管具有較小的橢圓度，這對于需要進行螺紋加工的套管及油管十分有利，為保證螺紋質量創造了條件。
鋼管在熱處理后會發生變形，即彎曲及橢圓度增大，難以達到相關標準及后道工序的要求，因此，矯直工序必不可少。矯直工序可以消除或減輕這種變形，使產品的彎曲度及橢圓度達到標準要求。
常用的鋼管矯直機為斜輥矯直機及壓力矯直機，斜輥矯直機效率高、矯直效果好，不僅使鋼管的彎曲得到矯直，而且可以改善鋼管的橢圓度。但斜輥矯直機對鋼管的端部彎曲（鵝頭彎）矯直效果不理想，通常需用壓力矯直機進行矯直。
對斜輥矯直機而言，鋼管只有在彎曲及壓扁的條件下才能達到矯直效果。影響鋼管矯直質量的參數為各輥的壓下量、下中間輥的撓度、矯直溫度、鋼管的鋼種、規格及矯直速度等。
鋼管由彎到直的矯直過程實際上是一個彈塑性變形過程，而變形力必須達到或超過鋼管的的才能產生塑性變形。在熱處理線上矯直機通常布量在回火爐后面，鋼管出回火爐溫度略加調整即進行矯直，稱之為“熱矯”或“溫矯”。
鋼的強度隨溫度的提高而降低，而不同的鋼種同一溫度時強度差別也較大。所以，在調整矯直機時，各輥的壓下量及中下輥的撓度因鋼種及矯直溫度的不同而有所區別。例如：Mn 系列鋼種同Cr-Mo系列鋼種相比，由于Cr-Mo系列鋼種的高溫強度高于Mn系列鋼種，因此，Cr-Mo系列鋼種的壓下量及中下輥的撓度要大于Mn系列鋼種。同樣，低溫或冷矯時壓下量及撓度要大于“熱矯”。也就是說，鋼種、矯直溫度是調整矯直機參數的重要依據。此外，鋼管的規格也是需要考慮的因素，通常的做法是隨著規格的減小壓下量及撓度加大。矯直速度隨著鋼管規格的增大而降低。
另外，各輥的壓下量是不同的，對六輥矯直機而言，前、后輥的壓下量遠小于中間輥。同樣，鋼管與矯直輥的接觸弧線長度要合適，按1/2~3/4輥長進行調整，中輥取上限，前、后輥取下限。
總之，影響鋼管矯直的因素是多方面的，在實際應用中要反復試驗以取得寶貴的實踐經驗，并達到預期的效果。
