這三個牌號的鋼是常用于制造結構件的馬氏體不銹鋼。在淬火后經高溫回火，可獲得強度、塑、韌性的較好配合。除冶金產品的棒材、板材、絲材、帶材外，還被用于生產鑄件和鍛件。
一、退(tui)火
1Cr13不銹鋼、2Cr13不銹鋼、3Cr13不銹鋼可采用完全退火、等溫退火或低溫退火。
1. 完(wan)全退火
鋼的完全退火的加熱溫度一般在Ac3以上50~100℃,實際生產中，通常選用850~880℃。在充分保溫后，采用爐冷或最大不超過50℃/h的速度冷卻至600℃左右出爐空冷。通過完全退火，可較好地完成組織轉變過程，獲得均勻的鐵素體和碳化物的平衡態組織。
完全(quan)退火(huo)可改善鋼材鍛造、軋制、鑄造等(deng)加工(gong)后可能(neng)存在的不良組(zu)織(zhi)，并為以(yi)后淬火(huo)、回火(huo)熱處理(li)提供良好的組(zu)織(zhi)保證；可以(yi)完全(quan)消除各種應力，降低硬度(du)，便于加工(gong)。
鍛(duan)軋態的1Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼、2Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼、3Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼經完全退(tui)火后，硬度(du)分(fen)別不大于150HB,180HB和210HB.
一些對機械(xie)性能(neng)、耐(nai)腐蝕性能(neng)要求不(bu)高的零部件(jian)可以在完(wan)全(quan)退火狀態下使用。
2. 等(deng)溫退(tui)火
等(deng)溫退火是把鋼(gang)加熱到奧(ao)氏體化溫度（一般采用850~880℃),也可以將鋼(gang)材(cai)鍛(duan)造(zao)(zao)或(huo)鑄造(zao)(zao)后(hou)冷(leng)(leng)卻到這一溫度區間，充分(fen)(fen)保溫，再冷(leng)(leng)卻到該鋼(gang)奧(ao)氏體轉變(bian)最快的溫度范圍（俗稱轉變(bian)曲線的鼻子(zi)部分(fen)(fen)，為700~740℃)充分(fen)(fen)保溫，使奧(ao)氏體充分(fen)(fen)轉變(bian)后(hou)空冷(leng)(leng)。
等溫退(tui)火(huo)可(ke)以起(qi)到完全退(tui)火(huo)的(de)作(zuo)用(yong)，而且(qie)比完全退(tui)火(huo)縮(suo)短了占(zhan)用(yong)加(jia)熱(re)爐的(de)時間，提高了效率。
在(zai)工作實踐中還發現，這類馬氏體(ti)不銹鋼的(de)等溫退火(huo)對改(gai)善不良的(de)鍛造組織，提高淬火(huo)、回(hui)火(huo)后(hou)的(de)力學性能，特(te)別是提高沖擊韌性有著特(te)殊(shu)的(de)作用。
由某鍛造廠提供的一批泵軸，具體成分為（質量％）：C,0.10; Si,0.34; Mn,0.36; S,0.01; P,0.028; Cr,11.67; Ni,0.56; Mo,0.30; Cu,0.01.成分符合該產品泵軸的材料標準。規定力學性能為：Rm≥690N/m㎡;R60.2≥550N/m㎡,A≥20%,Z≥60%;Akv≥65J.
我們進行幾次熱處理，Akv、平均只能達到46.4~60J,始終達不到65J的標準。經過對泵軸金相組織分析和對鍛件的生產過程調查發現，鍛造廠對軸料鍛造過程中沒有很好地控制停鍛溫度，停鍛后采用空冷方式，后又采用960~980℃溫度保溫后空冷，再經700℃加熱保溫冷卻的熱處理工藝，廠方稱之為鍛后的正火、回火熱處理。這種生產過程可能產生不良組織并影響以后淬火、回火的組織和性能。因為，根據組織遺傳學理論，含較多有穩定奧氏體作用的合金元素的鋼，由于合金元素對奧氏體的穩定作用，鍛造之后的冷卻過程中不能獲得鐵素體和碳化物的平衡組織，而會轉變為針狀特征鮮明的貝氏體組織或貝氏體與馬氏體的寓合組織，稱非平衡組織。在貝氏體轉變中，α相會與母相保持第二類共格關系，即在新舊兩相之間存在著明顯的晶體學位向關系。因此，泵軸在鍛造過程中可能形成的粗大、不均勻的奧氏體晶粒的外形和取向便通過粗大的和互成一定角度排列的貝氏體的非平衡組織被保留下來。
研究表明，鋼的(de)非平衡組織(zhi)再次(ci)加熱，發(fa)生(sheng)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變時，新相可能生(sheng)成球形(xing)(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，也可能生(sheng)成針(zhen)形(xing)(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，或(huo)者同時生(sheng)成兩種(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)。如果(guo)轉(zhuan)變產物(wu)以針(zhen)形(xing)(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)為主，則(ze)在(zai)加熱轉(zhuan)變完成后，鍛后得(de)到(dao)的(de)粗(cu)大(da)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶粒(li)組織(zhi)會(hui)得(de)到(dao)恢復并造成組織(zhi)遺傳。可想而(er)知，這(zhe)種(zhong)具有粗(cu)大(da)的(de)或(huo)不均(jun)勻(yun)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，在(zai)淬火(huo)冷(leng)卻時必(bi)然得(de)到(dao)粗(cu)大(da)的(de)或(huo)不均(jun)勻(yun)的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)，經回火(huo)后，獲得(de)不均(jun)勻(yun)索氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)，這(zhe)必(bi)將(jiang)引(yin)起力(li)學性(xing)能，特別(bie)是(shi)沖擊韌性(xing)的(de)降低。
基于(yu)這(zhe)種分析，我們將(jiang)這(zhe)批泵軸重(zhong)新進行了等溫(wen)退火處理(li)，獲得了鐵素(su)體(ti)和碳化物的(de)平衡組織。
經等(deng)溫退火(huo)的泵軸再(zai)用原淬火(huo)、回火(huo)工藝處理(li)后(hou)（（970±10)℃加熱保溫后(hou)油(you)冷，（685±10)℃加熱保溫后(hou)油(you)冷），力學(xue)性能(neng)完全達到(dao)技術要求，實(shi)檢性能(neng)：Rm為790N/m㎡;R0.2為660N/m㎡;A為22%;Z為66%;Av,三個試樣分別為79.0J、74J和74J,平均(jun)為75.7J.未經等(deng)溫退火(huo)的淬火(huo)、回火(huo)組織(zhi)和經等(deng)溫退火(huo)后(hou)的淬火(huo)、回火(huo)組織(zhi)分別是圖(tu)4-11和圖(tu)4-12。
3. 低溫退火
馬氏體不(bu)銹鋼低(di)溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)，有的稱高溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)（嚴格從定義上來(lai)講和(he)作用(yong)目的方面看，稱高溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)是不(bu)準確(que)的），是把鋼加(jia)熱到(dao)Ac1溫(wen)(wen)(wen)度(du)以(yi)上（有時略低(di)于Ac1溫(wen)(wen)(wen)度(du)）至A3溫(wen)(wen)(wen)度(du)以(yi)下，保溫(wen)(wen)(wen)后爐冷或空冷。這種退火(huo)可以(yi)使(shi)鋼軟化，便于加(jia)工和(he)消除應力。對于改善組織的作用(yong)遠不(bu)如完全(quan)退火(huo)和(he)等溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)。
低溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)一般用于較(jiao)小的鑄件(jian)(jian)、鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)或以(yi)后(hou)還經淬火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)熱處理的零(ling)部(bu)件(jian)(jian)。較(jiao)大的鑄件(jian)(jian)、鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)及應力很大的零(ling)部(bu)件(jian)(jian)毛(mao)坯，還是(shi)采用完全退(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)或等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)為好。
1Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、2Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)低溫退火溫度(du)為740~780℃,如果以消除應力(li)為主要目的，可(ke)以降低加(jia)熱溫度(du)至(zhi)700℃左右。保溫后一般爐冷(leng)至(zhi)500℃以下出爐空冷(leng)。
低(di)(di)溫退(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度一般高(gao)于完(wan)全退(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度30~40HB,依(yi)含碳量不同，可保持在180~230HB.當然，低(di)(di)溫退(tui)火(huo)選(xuan)擇的(de)(de)溫度越高(gao)，硬(ying)度越低(di)(di)。圖4-13和圖4-14分別顯示了1Cr13不銹(xiu)鋼低(di)(di)溫退(tui)火(huo)和完(wan)全退(tui)火(huo)加熱(re)溫度、保溫時間與(yu)硬(ying)度的(de)(de)關(guan)系及低(di)(di)溫退(tui)火(huo)與(yu)完(wan)全退(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度差異。
1Cr13、2Cr13 鋼(gang)和3Cr13鋼(gang)完全退火后應保證的機械(xie)性能(neng)見表4-4,實測性能(neng)見表4-5。
Cr13型不銹鋼經退火處理，對耐腐蝕性能會產生不利影響。這是因為退火組織為鐵素體和以（FeCr)23C6。為代表的合金碳化物。這種高鉻的合金碳化物的存在會降低基體中的含鉻量至低于保證耐腐蝕的11.7%的界限。另一方面，在高鉻碳化物的周圍會產生貧鉻區，這都使Cr13型不銹鋼的耐腐蝕性能降低。所以，退火狀態的Cr13型不銹鋼的耐腐蝕性不如淬火狀態。
二、淬火
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼淬(cui)火的(de)主要(yao)(yao)目的(de)是要(yao)(yao)獲得(de)馬氏(shi)體組織。即將其加熱到A3以上的(de)一個(ge)溫度范(fan)圍，使合金碳化物充分溶解，得(de)到碳與鉻較(jiao)均(jun)勻的(de)奧氏(shi)體，然后，以適當的(de)速(su)度冷卻下(xia)來，最終獲得(de)馬氏(shi)體組織。
1. 淬火加熱
Cr13型馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)因(yin)含(han)有較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)鉻含(han)量(liang)，提高(gao)了相變點(dian)Ac3,又因(yin)大量(liang)的(de)(de)合金碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)(de)存在，使(shi)組織(zhi)中的(de)(de)碳(tan)(tan)和(he)鉻元素分布(bu)不均，其在加熱過(guo)程中擴散速度(du)(du)緩慢，所以，為使(shi)碳(tan)(tan)化物(wu)充分溶解，得(de)到(dao)成分比較(jiao)(jiao)均勻(yun)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)及冷卻之后得(de)到(dao)有足(zu)夠碳(tan)(tan)、鉻飽(bao)和(he)度(du)(du)的(de)(de)均勻(yun)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，這類鋼(gang)(gang)的(de)(de)淬(cui)火加熱溫度(du)(du)高(gao)于碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)和(he)合金結構鋼(gang)(gang)，即提高(gao)淬(cui)火加熱溫度(du)(du)并適(shi)當延長保溫時間。
該類鋼導熱(re)性(xing)差(cha)(cha)，特別是在(zai)較(jiao)低溫(wen)度(du)(du)時，導熱(re)性(xing)更差(cha)(cha)，為防止(zhi)加(jia)熱(re)過程中產(chan)生裂紋，保證零件的內外(wai)溫(wen)差(cha)(cha)較(jiao)小(xiao)，在(zai)淬(cui)火加(jia)熱(re)時應(ying)(ying)控制加(jia)熱(re)速(su)(su)度(du)(du)，或先(xian)行預(yu)熱(re)。根據(ju)經驗，在(zai)750℃以前，升溫(wen)速(su)(su)度(du)(du)應(ying)(ying)不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、2Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼、3Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，因它們(men)的含碳量不(bu)(bu)同(tong)，原始組織存在差異，所以，各(ge)自的淬火(huo)加熱(re)溫度略有不(bu)(bu)同(tong)。
1Cr13不(bu)銹鋼(gang)由于含碳量較低，加熱到淬火溫度(du)時，仍處于奧氏體和鐵素體兩相區的(de)邊(bian)緣部(bu)分，組織中(zhong)會含有一定(ding)量的(de)鐵素體，見圖4-15。
淬火冷卻后(hou)，這部分(fen)未溶鐵(tie)素體(ti)保留在(zai)(zai)淬火鋼(gang)組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)。鐵(tie)素體(ti)量(liang)的(de)(de)多少(shao)，首先與含(han)碳(tan)量(liang)有關，見圖4-16.此外，鉻(ge)的(de)(de)含(han)量(liang)及鉬、硅的(de)(de)殘存量(liang)均(jun)產生(sheng)影響(xiang)。淬火鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)存在(zai)(zai)，對(dui)硬(ying)度、機械性能，尤其是沖(chong)擊韌性會產生(sheng)不良影響(xiang)，所以，在(zai)(zai)對(dui)有較高機械性能要求的(de)(de)零件(jian)選用(yong)1Cr13鋼(gang)時(shi)，應特(te)殊提出成分(fen)控制條(tiao)件(jian)。生(sheng)產實踐中(zhong)(zhong)(zhong)發現，盡(jin)管(guan)1Cr13鋼(gang)成分(fen)都在(zai)(zai)標準的(de)(de)合格范圍內，但當實際(ji)(ji)含(han)碳(tan)量(liang)低于0.11%,鉻(ge)量(liang)處于上限時(shi)（＞13%)組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)含(han)量(liang)可達到15%~20%,而(er)實際(ji)(ji)含(han)碳(tan)量(liang)控制在(zai)(zai)0.12%~0.15%,含(han)鉻(ge)量(liang)在(zai)(zai)下限時(shi)（＜12%),則組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)量(liang)可小(xiao)于5%。
淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)對(dui)組織(zhi)中(zhong)的鐵素(su)(su)體含(han)量也產生(sheng)影(ying)響。從圖(tu)4-16可見(jian)，在(zai)成(cheng)分(fen)一定時，加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)950~1100℃區(qu)間內，鐵素(su)(su)體量保(bao)持在(zai)較低范圍(wei)。隨著加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)升高(gao)，鐵素(su)(su)體量明顯增(zeng)加(jia)(jia)。所以(yi)，在(zai)材料標準中(zhong)推薦的1Cr13 鋼淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)為950~1000℃,但在(zai)實(shi)際生(sheng)產中(zhong)，為保(bao)證碳及合金元(yuan)素(su)(su)的充分(fen)溶解，常取(qu)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)1000~1050℃.更高(gao)的加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)會引起組織(zhi)中(zhong)的鐵素(su)(su)體量增(zeng)加(jia)(jia)及晶粒長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)相對(dui)于1Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)來說，有更高(gao)的(de)(de)含(han)碳量，一(yi)般(ban)情況下，淬火(huo)(huo)(huo)(huo)后組織(zhi)中不(bu)會(hui)存在鐵(tie)素體(ti)，淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)的(de)(de)確定主要是保(bao)證鋼(gang)(gang)中的(de)(de)碳化(hua)物(wu)(wu)能充(chong)分溶解于奧氏體(ti)中，以(yi)保(bao)證淬火(huo)(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)(huo)后獲得(de)理想的(de)(de)機械(xie)性(xing)能和耐腐蝕性(xing)。實(shi)踐證明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)(gang)淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)選(xuan)擇在980~1000℃且充(chong)分保(bao)溫即可，實(shi)際生產(chan)(chan)中的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)略提高(gao)一(yi)些，2Cr13淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)通常(chang)取1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)(gang)中碳化(hua)物(wu)(wu)偏多(duo)，實(shi)際生產(chan)(chan)中淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)取1020~1050℃即可。
更高(gao)的淬火加熱溫(wen)度(du)不(bu)宜采用，因為更高(gao)的溫(wen)度(du)會引起奧(ao)氏體晶粒粗大，帶來不(bu)良作用，見(jian)圖(tu)4-17。
淬火(huo)加熱(re)溫度更高還會引起淬火(huo)硬度下降(jiang)，見圖(tu)4-18,這主要是由于合金元素(su)和碳的(de)過分溶解(jie)，增加了奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性(xing)，淬火(huo)后會存在較(jiao)多的(de)殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)原因。
2. 淬火冷卻(que)
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較高含鉻量的作(zuo)用，使(shi)高溫奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)較穩(wen)定(ding)，等溫轉(zhuan)變曲(qu)線右移。見(jian)圖(tu)(tu)4-19和圖(tu)(tu)4-20及(ji)圖(tu)(tu)4-9.在(zai)冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程中(zhong)不易發(fa)生珠光體(ti)(ti)和貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變，降(jiang)低(di)了臨界冷(leng)(leng)卻(que)速度(du)，見(jian)圖(tu)(tu)4-21.在(zai)較低(di)的冷(leng)(leng)卻(que)速度(du)條件下，即可進行馬氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變，獲得馬氏(shi)體(ti)(ti)組織，采用空冷(leng)(leng)或油冷(leng)(leng)均可得到(dao)較高的淬(cui)火硬度(du)。
但油(you)冷卻比(bi)空(kong)氣冷卻的(de)鋼在(zai)調質(zhi)硬度和強度相同的(de)情況下(xia)，有更好(hao)(hao)的(de)塑性(xing)和韌性(xing)。所以，在(zai)實際生產中，對于截面尺(chi)寸較大的(de)零件(jian)或對機械(xie)性(xing)能，尤其是塑性(xing)和韌性(xing)要求較高的(de)零件(jian)，最好(hao)(hao)采用油(you)冷，對于較小(xiao)零件(jian)和形狀(zhuang)復(fu)雜，易產生淬火裂紋的(de)零件(jian)可采用空(kong)冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼的臨(lin)界點（近似值）見表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火冷(leng)卻后，獲得以馬氏體(ti)(ti)為基體(ti)(ti)的組(zu)織，因其(qi)固溶(rong)了(le)碳，使(shi)晶格扭(niu)曲，存在較大的應力(li)，組(zu)織不夠穩定(ding)，不能(neng)直(zhi)接應用(yong)(yong)，淬火后必須經回(hui)火再使(shi)用(yong)(yong)。
這三種牌(pai)號(hao)的(de)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)普(pu)遍應(ying)用于制造機械構件，要求具(ju)有(you)良好(hao)的(de)綜合機械性能(neng)和一(yi)(yi)定的(de)耐腐蝕性能(neng)，一(yi)(yi)般淬(cui)火(huo)(huo)后再經高溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)，即(ji)調質熱處理狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態下使用。回(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度可(ke)根據強(qiang)韌性的(de)要求選定在(zai)(zai)550~750℃之間(jian)，回(hui)火(huo)(huo)后的(de)基(ji)體(ti)組(zu)織為索(suo)氏(shi)體(ti)，有(you)的(de)可(ke)能(neng)是保留淬(cui)火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)位(wei)向的(de)板條狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)或粒狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)索(suo)氏(shi)體(ti)。1Cr13鋼(gang)回(hui)火(huo)(huo)組(zu)織中還可(ke)能(neng)存在(zai)(zai)有(you)淬(cui)火(huo)(huo)加熱時未(wei)溶的(de)鐵素體(ti)。見圖4-22。
對于(yu)3Cr13不(bu)銹鋼(gang)，已屬(shu)于(yu)共析(xi)鋼(gang)，淬火(huo)(huo)(huo)后可(ke)獲得(de)很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)，也常用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造有(you)高(gao)硬度(du)，高(gao)耐磨(mo)性能(neng)要求的(de)(de)(de)零(ling)部件，如(ru)(ru)軸套、擋套、密封環等。這時可(ke)采(cai)用(yong)(yong)較低(di)(di)溫度(du)的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)或者(zhe)表面(mian)淬火(huo)(huo)(huo)后低(di)(di)溫回(hui)火(huo)(huo)(huo)，依據對使(shi)用(yong)(yong)硬度(du)的(de)(de)(de)要求，回(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)確定(ding)在(zai)200~350℃之間，可(ke)獲得(de)40~55HRC的(de)(de)(de)硬度(du)。而400~550℃之間的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)，由于(yu)組織(zhi)中會析(xi)出(chu)彌散度(du)很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)(de)合金碳化物(wu)，耐腐蝕性降低(di)(di)，并(bing)產生較大的(de)(de)(de)脆性，所以一(yi)(yi)般不(bu)推薦采(cai)用(yong)(yong)，只有(you)用(yong)(yong)其制(zhi)作彈性元件時，才采(cai)用(yong)(yong)這一(yi)(yi)區間的(de)(de)(de)溫度(du)回(hui)火(huo)(huo)(huo)，如(ru)(ru)3Cr13不(bu)銹鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造彈簧(huang)時，淬火(huo)(huo)(huo)油冷后在(zai)450℃左右回(hui)火(huo)(huo)(huo)，可(ke)保(bao)持(chi)硬度(du)在(zai)45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火(huo)溫(wen)度(du)與(yu)硬度(du)之間(jian)的關(guan)系曲(qu)線(xian)見圖(tu)4-23~圖(tu)4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按(an)硬度(du)要求選定(ding)的回火溫度(du)范圍見表4-7。
這三種鋼(gang)(gang)的(de)回火冷(leng)(leng)卻一般采(cai)(cai)用(yong)空(kong)冷(leng)(leng)，如果對(dui)韌(ren)性有更高的(de)要求時(shi)，也可(ke)采(cai)(cai)用(yong)油冷(leng)(leng)卻，特別(bie)是2Cr13鋼(gang)(gang)油冷(leng)(leng)比空(kong)冷(leng)(leng)的(de)韌(ren)性有較大幅度(du)的(de)提高。
四、熱處理時需要注意的一些(xie)問(wen)題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成(cheng)分中碳(tan)含量的控制(zhi)問題
在(zai)一些不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)相關標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)，對1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)含(han)(han)(han)碳量(liang)(liang)標(biao)注為不(bu)大于0.15%,這(zhe)種(zhong)對碳量(liang)(liang)無下限的(de)(de)控(kong)(kong)制為實際生(sheng)產(chan)帶來了(le)麻煩(fan)，主要反映在(zai)熱(re)(re)處(chu)理(li)和(he)(he)(he)熱(re)(re)處(chu)理(li)質(zhi)量(liang)(liang)上(shang)。眾所周知，碳與硫、磷(lin)等有害元素(su)不(bu)同(tong)，硫、磷(lin)控(kong)(kong)制得越低(di)(di)越好，而碳在(zai)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)雙重(zhong)作(zuo)(zuo)用決定了(le)其(qi)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)應有上(shang)限和(he)(he)(he)下限控(kong)(kong)制，否則將滿足(zu)不(bu)了(le)使(shi)用要求。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)(han)(han)碳量(liang)(liang)低(di)(di)于0.09%,而鉻(ge)又是標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)、上(shang)限時(shi)，組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)存在(zai)較(jiao)多量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，這(zhe)不(bu)僅保證不(bu)了(le)熱(re)(re)處(chu)理(li)后的(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)性(xing)能，韌性(xing)很(hen)差，還會(hui)對復(fu)雜零件(jian)的(de)(de)鑄造(zao)生(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)作(zuo)(zuo)用。在(zai)工廠(chang)鑄造(zao)生(sheng)產(chan)的(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)輪中(zhong)(zhong)(zhong)，就多次(ci)出現過(guo)因碳含(han)(han)(han)量(liang)(liang)低(di)(di)而造(zao)成的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)問(wen)題。比如(ru)，有一批(pi)ZG1Cr13泵葉(xie)輪經(jing)調(diao)質(zhi)熱(re)(re)處(chu)理(li)后，機(ji)(ji)械(xie)性(xing)能達(da)不(bu)到指標(biao)，特別是沖擊韌性(xing)很(hen)低(di)(di)，而且在(zai)葉(xie)輪開(kai)口(kou)部位葉(xie)片與蓋板相連接(jie)處(chu)根部產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋，經(jing)過(guo)金相分析(xi)，組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)有近(jin)20%左右(you)的(de)(de)塊(kuai)(kuai)狀(zhuang)鐵(tie)素(su)體(ti)，裂(lie)(lie)紋恰(qia)恰(qia)起源于鐵(tie)素(su)體(ti)塊(kuai)(kuai)處(chu)，這(zhe)是因為鐵(tie)素(su)體(ti)強度(du)低(di)(di)于基體(ti)組(zu)織，在(zai)鑄造(zao)和(he)(he)(he)熱(re)(re)處(chu)理(li)應力的(de)(de)作(zuo)(zuo)用下，成為薄弱(ruo)點而產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋。后經(jing)對這(zhe)批(pi)鑄件(jian)成分復(fu)查，其(qi)含(han)(han)(han)碳量(liang)(liang)只(zhi)達(da)0.07%,鉻(ge)為13.58%,硅為0.8%,正是由于碳含(han)(han)(han)量(liang)(liang)過(guo)低(di)(di)而鉻(ge)、硅偏上(shang)限，致(zhi)使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)了(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，并導致(zhi)性(xing)能降低(di)(di)和(he)(he)(he)產(chan)生(sheng)鑄造(zao)裂(lie)(lie)紋。熱(re)(re)處(chu)理(li)裂(lie)(lie)紋。后將鑄造(zao)葉(xie)輪ZG1Cr13的(de)(de)含(han)(han)(han)碳量(liang)(liang)控(kong)(kong)制為不(bu)低(di)(di)于0.10%,最(zui)佳控(kong)(kong)制范圍為0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)過(guo)同(tong)類質(zhi)量(liang)(liang)問(wen)題。
2. 回火(huo)脆(cui)性(xing)問題(ti)
關于Cr13型馬氏體不銹鋼(gang)(gang)的回(hui)火脆性(xing)問(wen)題還缺乏(fa)系統的研究，一(yi)般認為其存在(zai)回(hui)火脆性(xing)，特別(bie)是2Cr13鋼(gang)(gang)回(hui)火脆性(xing)更敏感一(yi)些。這(zhe)幾(ji)種鋼(gang)(gang)應用(yong)于制造(zao)機械構件時，常在(zai)調(diao)質狀態下(xia)使用(yong)，對第二類回(hui)火脆性(xing)尤應注意(yi)，當要求有(you)高韌性(xing)時，回(hui)火時應采用(yong)油(you)冷。表4-8顯示了不同回(hui)火冷卻方法對2Cr13鋼(gang)(gang)沖擊(ji)韌性(xing)的影響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂(lie)紋問題
在馬(ma)(ma)氏體(ti)不銹鋼中，3Cr13鋼的(de)含(han)碳量較(jiao)高，淬火(huo)冷卻，特(te)別(bie)是(shi)油冷時(shi)會產(chan)生(sheng)較(jiao)大的(de)淬火(huo)應力(li)，其馬(ma)(ma)氏體(ti)轉變溫度又低，易產(chan)生(sheng)淬火(huo)裂紋。所以，3Cr13鋼淬火(huo)時(shi)，應注意防(fang)止裂紋的(de)發生(sheng)。可采(cai)取以下(xia)一(yi)些措施。
①. 盡(jin)量(liang)在粗(cu)加工后淬(cui)火
因為(wei)鍛造或軋制(zhi)坯件的(de)表面可能存(cun)在細紋、劃痕等、將成為(wei)淬火(huo)(huo)應力集中點和淬火(huo)(huo)裂紋的(de)誘(you)因。如粗加工確實有困難，可用砂輪(lun)等工具磨(mo)掉(diao)表面缺(que)陷。
②. 控制淬(cui)火(huo)加熱(re)速(su)度
這類鋼一般都是(shi)塑(su)(su)性差、導熱(re)性不(bu)(bu)好。淬火加熱(re)速(su)度(du)過快，表(biao)面(mian)與心部溫(wen)差增大，在表(biao)面(mian)層(ceng)已發生(sheng)(sheng)奧(ao)氏體轉變時，內層(ceng)還處于較低(di)溫(wen)度(du)的(de)低(di)塑(su)(su)性狀(zhuang)態，這樣，表(biao)面(mian)層(ceng)因奧(ao)氏轉變體積變小收縮，受到內層(ceng)制(zhi)約，產生(sheng)(sheng)拉應力，當拉應力超過材料破斷強度(du)時，即(ji)產生(sheng)(sheng)裂(lie)紋。因此，可(ke)采用(yong)預熱(re)（500~700℃)或在低(di)溫(wen)段控制(zhi)升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)不(bu)(bu)大于80℃/h,800℃后再提高升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)等方法(fa)。
③. 控制淬(cui)火油冷卻(que)時的工件(jian)出(chu)油溫度。
這類材料因合金元素高(gao)，馬氏(shi)體轉變(bian)溫(wen)度又低，如果淬(cui)火冷(leng)卻時間長(chang)，會(hui)增加淬(cui)火應力(li)而(er)產生淬(cui)火裂(lie)紋(wen)，特別(bie)是(shi)截(jie)面較(jiao)大(da)的(de)(de)零件(jian)，有時心(xin)部(bu)原始(shi)組織的(de)(de)缺陷比表面嚴重，加大(da)了淬(cui)火產生裂(lie)紋(wen)的(de)(de)可(ke)能性。可(ke)適當減緩(huan)工(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度。如控制(zhi)工(gong)件(jian)出油時的(de)(de)表面溫(wen)度，一(yi)般控制(zhi)在馬氏(shi)體開始(shi)轉變(bian)溫(wen)度以下150~200℃,或表面溫(wen)度不高(gao)于50~80℃.對于大(da)型工(gong)件(jian)，心(xin)部(bu)溫(wen)度較(jiao)高(gao)，熱量(liang)還會(hui)向表面傳遞，可(ke)采用油－空氣(qi)－油－空氣(qi)交替冷(leng)卻的(de)(de)方式，以減緩(huan)淬(cui)火應力(li)。
在(zai)高碳馬(ma)氏(shi)(shi)體鋼(gang)油淬(cui)火(huo)冷(leng)卻時(shi)，還應注意(yi)的(de)一個(ge)問題(ti)是(shi)適當控制油的(de)攪(jiao)動速度。在(zai)保證油溫不(bu)大于80℃和不(bu)發生火(huo)災的(de)條件下，不(bu)必盲目(mu)追求和加大油的(de)冷(leng)卻效果，試驗研究表明機械油在(zai)特別劇烈攪(jiao)動時(shi)的(de)淬(cui)火(huo)冷(leng)卻能力會接(jie)近水(shui)的(de)淬(cui)火(huo)冷(leng)卻能力，這對馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)來說(shuo)是(shi)很危險的(de)。這種情況也是(shi)有過教訓的(de)。
④. 淬火后及時(shi)回火
馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻結(jie)束后(hou)(hou)(hou)，心部(bu)還會(hui)繼續發生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變(bian)，不(bu)斷增加淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力(li)，工件(jian)在(zai)放置過(guo)程中(zhong)，淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力(li)也會(hui)改變(bian)其分布方式，形(xing)成新的應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)點，這(zhe)都可能(neng)使淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)工件(jian)在(zai)放置過(guo)程中(zhong)發生(sheng)開裂，所以，這(zhe)類鋼(gang)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)應(ying)(ying)及時回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。工件(jian)冷卻到室溫(wen)或用(yong)手可長(chang)期觸及的溫(wen)度(du)時即(ji)可回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)最多(duo)不(bu)要(yao)超(chao)過(guo)8小(xiao)時應(ying)(ying)進行回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其在(zai)北方冬季(ji)更應(ying)(ying)注意這(zhe)一問題(ti)。曾經發生(sheng)過(guo)這(zhe)類事故，在(zai)對一批(pi)(pi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)泵軸(zhou)淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)，因設(she)備不(bu)足，未能(neng)及時回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，又(you)恰逢冬天，氣溫(wen)較低，淬(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)放置15小(xiao)時,結(jie)果這(zhe)批(pi)(pi)軸(zhou)全部(bu)開裂報廢。
