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正火熱處理工藝
該工藝是將鋼管加熱到上臨界點(Ac3或Acm)以上40～60℃的溫度，保溫一段時間，達到完全奧氏體化后，在空氣中冷卻。其目的在于使晶粒細化和碳化物分布均勻化，提高材料的性能和獲得接近平衡狀態的組織。
27SiMn材料的具體正火工藝為：加熱至920～930℃，保溫35min后風冷。
經正火熱處理后，對鋼管進行檢測，其幾何尺寸精度、性能分別見表6和表7;鋼管表面粗糙度為12.5μm，脫碳層厚度為0.05mm;金相組織為4級，為珠光體+鐵素體。
對上述經正火熱處理后鋼管的檢測結果進行分析，得出：
①鋼管的伸長率、斷面收縮率、沖擊功及表面粗糙度均達到技術要求;
②鋼管的幾何尺寸波動較大，雖然在技術要求范圍內，但是已經接近極限值;
③鋼管的抗拉強度、屈服強度比冷拔鋼管有大幅降低;
④鋼管的金相組織大有改善，但是依然未達到液壓油缸缸筒的技術要求。
正火能消除過共析鋼的網狀滲碳體，對于亞共析鋼正火可細化晶格，提高綜合力學性能。當27SiMn材料在正火時，加熱至鐵素體全部轉變為奧氏體的終了溫度Ac3以上，鐵素體逐漸溶于奧氏體內，鋼的組織就全部奧氏體化，產生大量的細小而且排列精密的奧氏體組織。也就是，該熱處理工藝雖能使27SiMn材料具有。的抗拉強度、屈服強度、塑性、韌性等，但是抗彎曲和扭曲能力依然低下，尤其是疲勞強度不能滿足液壓油缸缸筒的技術要求。因此，當液壓油缸缸筒在稍惡劣環境下使用并對性能及疲勞強度要求不高時，可以采取上述熱處理工藝生產。
4 調質熱處理工藝
根據上述鋼管冷拔狀態下和經去應力及正火熱處理工藝后存在的弊端，如果要滿足復雜環境下使用的液壓油缸缸筒的技術要求，使鋼管具有足夠的強度、硬度、韌性、耐壓性和耐疲勞性，那么采取調整材料綜合力學性能的調質熱處理工藝是最理想的選擇。
4.1常規調質熱處理工藝
為了使缸筒用鋼管具有強度高、硬度高、耐磨性好、塑性強、承受壓力大、變形小、脫碳少以及疲勞壽命長等優良特性，鋼管熱處理按照以下工藝實施。
根據27SiMn材料的特點，具體的調質熱處理工藝為：加熱至910～920℃，保溫35min后水冷;然后采取在510～520℃保溫180min的回火熱處理工藝。
經此熱處理后，鋼管的幾何尺寸精度、性能分別見表8和表9;鋼管表面粗糙度為12.5μm，脫碳層厚度為 0.10mm;金相組織為回火索氏體+珠光體+半網狀、條狀、塊狀、針狀鐵素體(圖3)，晶粒度5級;耐受壓力30 MPa(持續10s)
對上述檢測結果進行分析，得出：
①鋼管經過調質熱處理后，抗拉強度、屈服強度、伸長率、斷面收縮率、沖擊功及表面光潔度、脫碳層深度均達到液壓油缸缸筒的技術要求;
②鋼管經過調質熱處理后，發生嚴重變形，不能滿足液壓油缸缸筒的技術要求;
③鋼管經過調質熱處理后，金相組織為回火索氏體+珠光體+半網狀、條狀、塊狀、針狀鐵素體，晶粒度5級，未能達到液壓油缸缸筒的技術要求。
4.2調質熱處理工藝效果較差的原因分析
4.2.1鋼管幾何尺寸精度產生嚴重變形
鋼管在經過高溫淬火時，由于受到冷卻介質急冷因素影響，瞬間產生熱脹冷縮現象，以及鋼管本身殘余應力差，造成原本公差精準的鋼管在經過調質后產生嚴重形變。因此需要采取先期完全消除應力、穩定組織的熱處理工藝后再進行調質，就能有效預防鋼管調質時產生形變。
4.2.2金相組織不符合要求
(1)上述調質工藝加熱時溫度不能滿足金相組織轉變要求。淬火溫度過低會造成鐵素體沒有完全充分溶解，以及未完全充分奧氏體化。在此情況下就進行冷卻淬火，使淬火前已經析出的塊狀鐵素體，隨著溫度的降低和時間的延長而逐漸增大。
(2)馬氏體轉變不完全。奧氏體必須以大于臨界冷卻速度冷卻到馬氏體轉變開始溫度Ms點，才能發生馬氏體轉變。馬氏體轉變與珠光體轉變不同，當奧氏體被冷卻到Ms點以下任意溫度時，一般不需要孕育，轉變立即開始，并且以極快速度進行，但是轉變很快停止，不能進行到終了。
為了使轉變能繼續進行，必須降低溫度。當溫度降低到馬氏體轉變終了溫度Mf后，馬氏體轉變已不能進行。即使冷至Mf以下，馬氏體轉變量還未達100%，但是馬氏體轉變已經停止，就存在馬氏體轉變不完全現象。因此，在本調質工藝中，需要適當提高淬火溫度和保溫時間，以加速和。奧氏體轉變。同時，鋼管冷卻時采取噴水冷卻方式，。用冷卻水槽冷卻時存在的弊端。由于本材料的Ms點為355℃，因此噴水冷卻至此Ms點溫度后，在繼續噴水的條件下才能使馬氏體有效完全轉變，否則會存在奧氏體轉變不完全，殘留奧氏體組織。
(3)冷卻介質達不到鋼管在淬火時迅速熱擴散冷卻的效果。當直接采取自來水對鋼管進行冷卻時，冷卻速度過快，局部冷縮不均勻，組織內物質擴散不夠，內應力大，鋼管容易產生開裂和變形。為了使淬火冷卻介質具有冷卻溫度均勻、溫差小、冷卻速度快等特點，一般淬火技術是在自來水中加鹽等混合物，尤其是合金鋼的淬火冷卻中，淬火冷卻采取加鹽的措施，能滿足不同等溫溫度和冷卻速度的要求。因此，需要在冷卻水中加入5%～10%的工業用鹽，以達到溫度均勻、溫差小、冷卻速度快、材料內部組織均勻等效果。
4.2.3加熱、冷卻速度對鋼管金相組織及變形影響
熱處理過程中加熱和冷卻速度非常關鍵，對于大型工件、異形件、管材等，存在不利于熱處理的設計缺陷，加熱和冷卻速度需要限制在。范圍，否則會造成工件各部溫差過大，導致工件熱應力變形破壞，產生熱應力和變形，同時還能影響奧氏體化過程是否完全。
(1) 限制加熱速度。限制加熱速度是為了鋼管各部分加熱更均勻，如果加熱速度太快會造成部分組織來不及奧氏體化，在開始冷卻時形成屈氏體，不僅會影響奧氏體化的均勻程度，造成淬火后晶粒粗大，甚至出現晶間裂紋，而且還會造成鋼管變形。同時，加熱速度影響材料的微觀組織，加熱過程中速度快，則部分第二相來不及溶解。
(2) 提高冷卻速度。在退火時要冷卻速度慢，但是在淬火冷卻時，在保證微變形和不開裂的前提下，速度越快越好冷卻速度直接影響到淬火所形成的組織。
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