连轧20#大口径厚壁无缝方管机组中的主要消耗部件，20#大口径厚壁无缝方管硬化层测量位置芯棒是冶金行业连轧 管机组轧制生产无缝钢20#大口径厚壁无缝方管所必需的确定无缝钢20#大口径厚壁无缝方管内径和壁厚的重要轧20#大口径厚壁无缝方管工具。连轧20#大口径厚壁无缝方管机组设备的生产维护费用中约50％以上是用于芯棒的消耗和报废更换。芯棒上机使用寿命低，国制20#大口径厚壁无缝方管企业目前普遍存在而且亟待解决的重大技术难题。芯棒在服役过程中的工况条件非常恶劣，一方面要承受轧制过程中摩擦生热和20#大口径厚壁无缝方管坯带来的高温热冲击(高达1150℃)以及非轧制过程中的喷淋冷却水的交替循环作用，另一方面还要承受较大的径向轧制力以及由于20#大口径厚壁无缝方管坯和芯棒之间在长度轧制方向上的相对运动所产生的纵向拉伸力和表面摩擦力。其破坏形式除表面产生不同程度的纵向、环向和龟裂状疲劳裂纹外，还将产生较严重的磨损、划痕和弯曲变形。为了确保无缝20#大口径厚壁无缝方管的质量和轧机安全性，必须立即更换该芯棒。更换下来的芯棒，尚未完全报废的前提下，采用大规格改车小规格、电镀硬铬后再次使用，电镀过程中，对环境造成了污染。

 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是热轧无缝钢q345b无缝矩形管用芯棒表面复合制备工艺方法，采用在尺寸超差的芯棒表面堆焊高韧性、高耐磨20#大口径厚壁无缝方管、抗冲击材料，恢复芯棒实际尺寸，满足实际工况需要，并采用在堆焊加工后的表面喷涂高硬度、抗冷热疲劳的耐磨层，代替原有的镀铬层，最终得到高韧性、抗冲击、抗高温、耐磨的复合芯棒，既能进行多次修复以降低生产成本，又能提高芯棒表面状态，同时无电镀工艺带来的环境污染，满足环保要求。包括如下步骤：a.堆焊工序，芯棒的表面进行堆焊，其拉伸变形组合后取横向样品，进行维氏硬度试验，铝管试验载荷为200g喷丸硬化层测量位置距20#大口径厚壁无缝方管内壁60mm处，母材基体硬度测点在20#大口径厚壁无缝方管壁中部。1#样母材硬度为167HV0.2喷丸硬化层硬度为285HV0.2喷丸硬化层和母材硬度差值为118HV0.22#样母材硬度为175HV0.2喷丸硬化层硬度为308HV0.2喷丸硬化层和母材硬度差值分别为133HV0.2拉伸变形组合样试验结果见表5从测量数据可看出：1随着拉伸形变量增大，1#和2#20#大口径厚壁无缝方管样变形组合样母材的维氏硬度持续上升，至最大拉伸均匀形变量，分别达到276HV0.2和282HV0.2由此可知，1#20#大口径厚壁无缝方管样的喷丸硬化效果与最大均匀形变强化效果类同，2#20#大口径厚壁无缝方管样的喷丸硬化效果显著大于最大均匀形变强化效果；2经拉伸形变后，1#和2#20#大口径厚壁无缝方管样变形组合样喷丸硬化层和母材硬度差值缩小，可能使20#大口径厚壁无缝方管样弯头的喷丸硬化层和母材硬度差值达不到企业标准要求；3拉伸形变量对喷丸硬化层的维氏硬度没有明显的影响。因此，为了得到优良的内壁喷丸层，喷丸层的强化效果应显著地高于最大均匀形变的强化效果。