馬氏體不銹鋼的熱處理理論，如在線亞洲日產一區二區:馬氏體不銹鋼加熱時的轉變（奧氏體化）、冷卻時的轉變（奧氏體轉變）以及淬火馬氏體回火時的轉變，基本與碳鋼、合金鋼相似。只不過是由于較高的鉻含量及鉬、釩等合金元素的存在，使這些轉變復雜化了，并具有新的特點。與碳鋼不同的另一個問題是，對馬氏體不銹鋼的熱處理除保證要求的機械性能外，還應考慮不同使用環境中的耐腐蝕性要求。

下面以鉻(ge)的影響為(wei)例，說明馬氏體不銹鋼熱處理時的特點。

1. 鐵－碳合金加(jia)熱時的轉變

  眾所周知，通過淬(cui)火可以硬化的(de)鋼，加熱轉變即鋼的(de)奧氏體(ti)化是一(yi)個(ge)重要的(de)過程。

 根據圖(tu)4-6的(de)(de)(de)鐵碳系平衡(heng)相圖(tu)可知，鋼加熱到(dao)PSK(A1)溫(wen)度(du)時，開始發(fa)生(sheng)α,+Fe3C≤y.轉(zhuan)變，即珠光(guang)體向奧(ao)氏體的(de)(de)(de)轉(zhuan)變。隨著(zhu)加熱溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高(gao)，依據鋼中碳成分(fen)的(de)(de)(de)高(gao)低，會發(fa)生(sheng)α向y的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)或Fe3C向γ的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)過(guo)(guo)程。這個過(guo)(guo)程將在GS(A3)溫(wen)度(du)（亞共(gong)析鋼）或ES(A)溫(wen)度(du)（過(guo)(guo)共(gong)析鋼）基本結束(shu)。

  鋼(gang)(gang)在(zai)加熱(re)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)時，包括奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)和成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)均勻化(hua)(hua)過(guo)程。對(dui)于碳鋼(gang)(gang)來說，奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)均勻化(hua)(hua)主要是碳的(de)(de)均勻化(hua)(hua)。從圖4-6可知，鋼(gang)(gang)加熱(re)時形成(cheng)(cheng)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)（γ)的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)與(yu)原來鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)（α)和滲(shen)碳體(ti)(ti)(ti)（Fe,C)的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)相差(cha)很大(da)。所以(yi)，在(zai)鋼(gang)(gang)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)過(guo)程中，有一(yi)個重要的(de)(de)現象，就是碳原子的(de)(de)擴(kuo)散。通(tong)過(guo)碳原子的(de)(de)擴(kuo)散，使(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)均勻化(hua)(hua)。

 在馬(ma)氏體(ti)不銹鋼中，由于(yu)有較(jiao)高的含鉻量(liang)，使(shi)得(de)奧(ao)氏體(ti)形(xing)成(cheng)和(he)均勻化過程復雜化了。

 2. 鉻對鋼加熱轉變的作用和影響

 鉻(ge)所以(yi)能對鋼加熱轉變，即鋼的奧(ao)氏體化(hua)過程(cheng)產(chan)生作用和影響是由(you)鉻(ge)的一些特性決(jue)定的。

 首先，鉻與鐵可形成連續固溶體。鉻與αx-Fe原子結構相同，均屬于體心立方晶格；點陣常數接近，鉻點陣常數為2.878×10^-8cm,α-Fe點陣常數為2.8605×10^-8cm;原子間距接近，鉻原子間距為2.492×10^-8cm,α-Fe原子間距為2.477×10^-8cm;

 當配位數為12時，兩者原子直徑接近，鉻原子直徑約為2.57×10^-8cm,α-Fe原子直徑約為2.54×10^-8cm;鉻和α-Fe的電勢接近，鉻的電負性為1.6,α-Fe的電負性為1.8。

 鉻與α-Fe之間正是由于有這(zhe)么多相似(si)之處(chu)，才使其(qi)能(neng)形成(cheng)連續固溶體。

 第二，鉻是強碳化物形成元素，鉻與碳能形成多種碳化物。經究表明，在鋼中加入鉻時，隨鉻量的不同，鉻與碳會形成多種穩定的碳化物，主要有（FeCr)₃C、（FeCr)₇C₃、（FeCr)₂₃ C₆等。不同類型的碳化物晶格類型不同，含鉻量也不同。（FeCr)₃C型碳化物屬斜方點陣，其可含鉻至少為15%,（FeCr)₇C₃型碳化物屬菱方點陣，至少含鉻為35%;而（FeCr)₂₃C₆屬立方點陣，至少含鉻為70%.在馬氏體不銹鋼中，碳化物以（FeCr)₂₃ C₆為主。

 鉻的這些特(te)性對(dui)鋼相(xiang)變和奧氏體(ti)形成產生的影(ying)響表現在(zai)以下方面。

 a. 對Fe-Fe₃C相圖及相變點的影響

鉻含(han)量不同，對相圖的(de)影響程(cheng)度也不同。以含(han)鉻12%~13%時(shi)的(de)影響為(wei)例。

圖4-7和圖4-8,是含鉻(ge)為(wei)13%和12%的(de)Fe-Cr-C平衡相(xiang)(xiang)圖，將其(qi)與圖4-6對比可見，由(you)于鉻(ge)的(de)作用使γ相(xiang)(xiang)區縮小了(le)(le)，相(xiang)(xiang)變點的(de)位置(zhi)也發生了(le)(le)改(gai)變（圖4-8),共析點左移了(le)(le)（由(you)B至B'),即共析點碳含量(liang)降低了(le)(le)；碳在(zai)奧氏體中最大(da)溶解度(du)(du)減少了(le)(le)（由(you)E至E');8相(xiang)(xiang)的(de)穩定(ding)溫(wen)度(du)(du)降低了(le)(le)（由(you)FG至F'G');α相(xiang)(xiang)的(de)穩定(ding)溫(wen)度(du)(du)升高(gao)了(le)(le)（由(you)AB至A'B')。

 b. 鉻(ge)對奧(ao)氏體形成的影響

 眾所周知，根據鋼的熱處理相變理論，鋼在加熱形成奧氏體的轉變過程中，奧氏體首先在鐵素體和滲碳體兩相交界處形核，之后，滲碳體逐漸溶解，奧氏體向鐵素體成長。這個過程的關鍵是碳的擴散，或者說，奧氏體的形成是通過碳的擴散來實現的。鉻元素的存在對碳的擴散的影響是復雜的。研究表明：當含鉻量較低時，鉻與碳形成較穩定的不易溶解的（FeCr)₃C或（FeCr)₇C₃型的碳化物，這時，鉻會降低碳在奧氏體中的擴散系數，使奧氏體形成速度減慢。而當含鉻量大于11%時，碳化物的類型變成了含碳量較少的，較易溶解的（FeCr)₂₃C₆.這種碳化物是不穩定的，并且，在鋼中生成較多的（FeCr)₂₃C₆時，相對地增加了相界面，因此，有利于奧氏體的形成速度的增快。

 鉻的存在(zai)使鐵素(su)體（α相）的穩(wen)定度升(sheng)高了(le)，又對奧氏體的形成產生了(le)不(bu)利的作用。

 鉻(ge)降(jiang)低(di)了碳在奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中的溶解度，也就是降(jiang)低(di)了奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形成時的兩相界面濃度差和碳的濃度梯度，這(zhe)會(hui)降(jiang)低(di)碳在奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中的擴散速度，不利(li)于奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的形成。

 奧氏體的形成除了碳的擴散作用外，還存在鉻元素本身的擴散和均勻化問題。鉻是強碳化物形成元素，當鉻大于11%時，所形成的碳化物（FeCr)₂₃C₆中，含鉻量可達70%左右，可見在奧氏體形成的初始階段，鉻的不均勻性是明顯的。為保證奧氏體成分的均勻化，鉻的擴散也是必須的。而鉻在奧氏體中的擴散系數比碳在奧氏體中的擴散系數小得多，有的研究表明，前者比后者低4~5個數量級。

可見(jian)，在(zai)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼中，13%左右的(de)鉻元素的(de)存在(zai)，通過其(qi)對(dui)相變點、對(dui)碳(tan)的(de)擴(kuo)散、對(dui)兩相界面多少的(de)影響及(ji)鉻自身擴(kuo)散困難等因(yin)素，綜合反映在(zai)鋼加熱(re)、奧(ao)氏(shi)體形成(cheng)(cheng)過程中總的(de)作用是減緩速度，不(bu)利(li)于奧(ao)氏(shi)體成(cheng)(cheng)分的(de)均勻化。

 合(he)金(jin)奧氏(shi)體(ti)形成時，碳化物的(de)(de)(de)溶(rong)解程度、奧氏(shi)體(ti)成分(fen)的(de)(de)(de)均勻(yun)性(xing)(xing)對鋼(gang)(gang)熱處理(li)后的(de)(de)(de)組織和(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)影響很大。奧氏(shi)體(ti)成分(fen)的(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)，固溶(rong)體(ti)中碳和(he)合(he)金(jin)元素不(bu)足，會使鋼(gang)(gang)淬火后的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)硬度不(bu)足，合(he)金(jin)元素不(bu)能(neng)(neng)充分(fen)發揮(hui)作用，降低鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)淬透性(xing)(xing)、力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)耐腐蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)。

 考(kao)慮鉻(ge)元素對鋼熱(re)(re)處理加熱(re)(re)奧氏(shi)體形成過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)作(zuo)用和影響，我們在制訂熱(re)(re)處理工藝時，應(ying)適當(dang)提高淬火(huo)加熱(re)(re)溫(wen)度，延(yan)長(chang)保溫(wen)時間(jian)，以(yi)保證合金碳化物的(de)充分(fen)溶解和奧氏(shi)體成分(fen)均(jun)勻化，從而(er)保證最大限(xian)度發揮材料(liao)熱(re)(re)處理后的(de)各項性(xing)能。