无缝钢管热处理的目的就是要通过加热、保温、冷却的过程，使钢管得到良好的预期组织和性能。但在热处理时，常常因为钢管的加热温度不正确，或者保温时间不合理，或者冷却速度太快或太慢等，致使钢管得到了不希望获得的组织，进而造成钢管的性能不符合标准要求。
在钢的奥氏体化进程中，一般需经历三个基本过程，即奥氏体的形核与长大，残余奥氏体的溶解和奥氏体的均匀化。为使这三个过程顺利进行，需要通过加热温度来提供动力，由加热时间给予保证，否则钢的奥氏体化过程不完全，钢管冷却后的组织和性能就不会合格。
在制订加热工艺时，应充分考虑钢中的合金元素、钢管的加热温度、原始组织和尺寸对钢的奥氏体变化的影响。一般来讲，钢管的加热温度越高，奥氏体转变的时间就越短;合金元素含量越高，奥氏体化时间就越长;钢的原始组织越弥散，奥氏体化速度就越快;而钢管的壁厚越厚，则需要加热的时间就越长。
钢管奥氏体化之后，根据其不同的碳含量和不同的冷却速度，可以得到珠光体类型组织、贝氏体类型组织、马氏体类型组织。如果热处理工艺控制不当，就有可能产生魏氏组织，如图3-6所示。
魏氏组织是因钢在高温加热条件下形成的粗晶粒奥氏体在冷却时，游离的铁素体除沿晶界析出之外，还有一部分会从晶界伸向晶粒内部或在品粒内部独自析出，形成片状的铁素体而分布在珠光体上的一种组织。魏氏组织被认为是钢的一种过热组织，对钢管的综合性能有不良影响(但该组织在高温持久性能方面比较优异)，魏氏组织中铁素体和渗碳体的针片，横七竖八的割裂了钢的基体而形成许多脆弱面.以致使钢的常温强度降低，脆性增加。
程度较轻的魏氏组织可采用适当温度的正火来消除，而程度较重的魏氏组织可用二次正火来消除。第一次正火温度较高.第二次正火温度较低。同时还有细化晶粒的作用。
铁一碳平衡图是制订钢管热处理加热温度的重要依据，也是研究平衡状态下铁一碳合金的成分、金相组织与性能的基础。它说明了铁一碳合金在极其缓慢的加热和冷却过程中的相组织、成分、温度及其相互之间的关系。如图3-7所示。
过冷奥氏体等温转变图(简称TTT图)以及过冷奥氏体连续冷却转变图(简称CCT图)，是制订热处理冷却速度的重要依据。
TTT图表示奥氏体化后的钢在临界温度(A1)以下的不同温度条件下保温时的等温时间和转变址之问的关系。图3-8是共析碳钢的TTT图。图3-8中左边一条曲线是等温转变开始线，右边一条曲线是转变终了线。其上部向A1线趋近而不相交,下部则与Ms线相交。Ms线是马氏体转变开始线。
尤其需要指出的是，当钢的成分、奥氏体化条件、形变和应力状态不同时，TTT图的形状和在温度一时间坐标中的位置有很大的差异。但是，其转变的基本规律大致相同.都有三个等温转变区间，即高温区为珠光体转变区;中温区为贝氏体转变区;低温区为马氏休转变区。
图3-9是共析碳钢的CCT图。CCT图反映了奥氏体化后的钢以不同冷速连续冷却时，其组织转变开始及终止的温度与时间的关系。由图3-9可见，共析碳钢的连续冷却转变比较简单，基本上是三条线分成四个区，当冷却速度较慢时，形成珠光体类组织;而冷却速度大于临界速度(致使全部马氏体化的最小冷却速度)υk时，便形成了马氏体组织;在略低于υk速度冷却时，可形成屈氏体+马氏体组织。
与TTT图类似，当钢的成分和奥氏体化的条件、形变和应力状态不同时，虽然过冷奥氏体钢连续转变图的形状和位置有差异，但是其转变的基本规律却是大致相同的，即以大于临界冷却速度“连续冷却，可以抑止珠光体及贝氏体转变，而全部发生马氏体转变;转变温度比等温转变的低，所需时间也长;在连续冷却条件下，共析碳钢只有珠光体转变而无贝氏体转变，过共析碳钢多一个碳化物析出区，亚共析碳钢多一个铁素体和贝氏体转变区。
CCT图还显示出，钢在不同的连续冷却条件下，可以得到的组织和相应的硬度。为了使钢管获得优良的组织和性能在某些无缝钢管产品标准中，明确规定了热处理的方式、加热温度、回火温度和冷却速度。
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