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. 完全(quan)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(wan)全退火(huo)可(ke)(ke)改善鋼(gang)材鍛造、軋制、鑄造等加工后可(ke)(ke)能存在的不良(liang)組(zu)織，并為(wei)以后淬火(huo)、回火(huo)熱處理(li)提供良(liang)好的組(zu)織保證；可(ke)(ke)以完(wan)全消除各種(zhong)應力，降低(di)硬度，便于加工。
鍛軋(ya)態(tai)的1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼經完全退火后，硬度分別不(bu)大(da)于(yu)150HB,180HB和(he)210HB.
一些(xie)對機械(xie)性能、耐腐蝕性能要求不(bu)高的零部件可(ke)以在完全退火狀(zhuang)態下使用。
2. 等溫退火
等溫(wen)退火是把鋼加熱到(dao)奧氏體(ti)(ti)化溫(wen)度（一般(ban)采(cai)用850~880℃),也可以將鋼材鍛造或鑄(zhu)造后冷卻到(dao)這一溫(wen)度區(qu)間，充(chong)分(fen)保溫(wen)，再冷卻到(dao)該鋼奧氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)最快的(de)溫(wen)度范圍（俗稱(cheng)轉(zhuan)變(bian)曲線的(de)鼻子部分(fen)，為700~740℃)充(chong)分(fen)保溫(wen)，使奧氏體(ti)(ti)充(chong)分(fen)轉(zhuan)變(bian)后空冷。
等溫退(tui)(tui)火(huo)可以起到完全退(tui)(tui)火(huo)的作(zuo)用，而且比完全退(tui)(tui)火(huo)縮短了占用加熱爐(lu)的時(shi)間(jian)，提高了效率。
在工作實踐中還發現(xian)，這(zhe)類(lei)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)等溫退火對改善(shan)不(bu)良(liang)的(de)鍛(duan)造(zao)組織，提(ti)高(gao)淬火、回火后的(de)力(li)學(xue)性能，特別(bie)是提(ti)高(gao)沖擊韌性有著特殊的(de)作用(yong)。
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)(de)(de)非平(ping)衡組(zu)(zu)織(zhi)再(zai)次加熱，發(fa)生(sheng)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)時，新相可(ke)能生(sheng)成(cheng)(cheng)球(qiu)形奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，也可(ke)能生(sheng)成(cheng)(cheng)針(zhen)形奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，或者同(tong)時生(sheng)成(cheng)(cheng)兩種奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。如果轉(zhuan)變(bian)產物(wu)以針(zhen)形奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)為(wei)主，則在(zai)(zai)加熱轉(zhuan)變(bian)完成(cheng)(cheng)后，鍛后得(de)(de)到(dao)的(de)(de)(de)粗(cu)(cu)大(da)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶粒組(zu)(zu)織(zhi)會得(de)(de)到(dao)恢復并(bing)造(zao)成(cheng)(cheng)組(zu)(zu)織(zhi)遺傳。可(ke)想而知，這(zhe)(zhe)種具(ju)有(you)粗(cu)(cu)大(da)的(de)(de)(de)或不均勻的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，在(zai)(zai)淬(cui)火(huo)冷卻時必然得(de)(de)到(dao)粗(cu)(cu)大(da)的(de)(de)(de)或不均勻的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，經(jing)回火(huo)后，獲得(de)(de)不均勻索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，這(zhe)(zhe)必將引起力學性(xing)能，特別(bie)是(shi)沖擊韌性(xing)的(de)(de)(de)降(jiang)低。
基于這種分析，我們將這批泵軸重新進行了(le)等(deng)溫退火處(chu)理，獲(huo)得了(le)鐵素體和碳(tan)化物的平衡組(zu)織。
經等(deng)(deng)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)的(de)(de)泵軸(zhou)再用原(yuan)淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)工藝處理后（（970±10)℃加(jia)熱(re)保溫(wen)(wen)后油(you)冷，（685±10)℃加(jia)熱(re)保溫(wen)(wen)后油(you)冷），力學性能完全(quan)達到技術(shu)要求，實檢性能：Rm為(wei)(wei)(wei)790N/m㎡;R0.2為(wei)(wei)(wei)660N/m㎡;A為(wei)(wei)(wei)22%;Z為(wei)(wei)(wei)66%;Av,三個試樣分別為(wei)(wei)(wei)79.0J、74J和(he)74J,平均為(wei)(wei)(wei)75.7J.未經等(deng)(deng)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)的(de)(de)淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)組織和(he)經等(deng)(deng)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)后的(de)(de)淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)組織分別是圖4-11和(he)圖4-12。
3. 低(di)溫退(tui)火
馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)低溫退火(huo)，有的(de)(de)稱高(gao)溫回火(huo)（嚴(yan)格從定義上來講和作用目的(de)(de)方面看(kan)，稱高(gao)溫回火(huo)是(shi)不(bu)準確的(de)(de)），是(shi)把鋼(gang)(gang)加熱到Ac1溫度(du)以上（有時略低于Ac1溫度(du)）至A3溫度(du)以下(xia)，保(bao)溫后(hou)爐(lu)冷(leng)或空(kong)冷(leng)。這種退火(huo)可(ke)以使鋼(gang)(gang)軟化，便于加工和消除應力。對于改善組(zu)織的(de)(de)作用遠不(bu)如完全(quan)退火(huo)和等溫退火(huo)。
低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)火一(yi)般用于較(jiao)(jiao)小(xiao)的鑄件(jian)、鍛(duan)件(jian)或以后還經淬火、回火熱處(chu)理的零部件(jian)。較(jiao)(jiao)大(da)的鑄件(jian)、鍛(duan)件(jian)及應力很(hen)大(da)的零部件(jian)毛(mao)坯，還是采用完全退(tui)(tui)火或等溫(wen)(wen)退(tui)(tui)火為好(hao)。
1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼低(di)(di)溫(wen)退火溫(wen)度為740~780℃,如果以消除(chu)應力(li)為主要目(mu)的，可以降低(di)(di)加熱溫(wen)度至(zhi)700℃左右。保(bao)溫(wen)后(hou)一般爐冷至(zhi)500℃以下出爐空冷。
低(di)溫退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)后的(de)硬度(du)(du)一般(ban)高于(yu)完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)后的(de)硬度(du)(du)30~40HB,依含(han)碳(tan)量不同(tong)，可保(bao)持(chi)在180~230HB.當(dang)然，低(di)溫退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)選擇的(de)溫度(du)(du)越高，硬度(du)(du)越低(di)。圖4-13和(he)圖4-14分別顯示了(le)1Cr13不銹鋼低(di)溫退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)和(he)完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)加熱溫度(du)(du)、保(bao)溫時間(jian)與硬度(du)(du)的(de)關系及低(di)溫退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)與完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)后的(de)硬度(du)(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全(quan)退火后應保(bao)證的機械(xie)性能(neng)見表(biao)4-4,實測性能(neng)見表(biao)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(cui)火
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼(gang)淬(cui)火的主要目的是要獲得(de)馬(ma)氏(shi)體組(zu)織。即將其加熱到(dao)A3以上(shang)的一個(ge)溫度范圍(wei)，使(shi)合金(jin)碳(tan)化(hua)物充分溶(rong)解，得(de)到(dao)碳(tan)與鉻(ge)較均勻的奧氏(shi)體，然后，以適當(dang)的速度冷(leng)卻(que)下(xia)來(lai)，最終獲得(de)馬(ma)氏(shi)體組(zu)織。
1. 淬(cui)火加熱(re)
Cr13型馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼因(yin)含(han)有(you)較高(gao)(gao)的(de)(de)鉻含(han)量(liang)，提高(gao)(gao)了相(xiang)變點Ac3,又因(yin)大量(liang)的(de)(de)合金(jin)碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)存在，使(shi)組織中的(de)(de)碳(tan)(tan)和(he)鉻元素分布不均(jun)，其在加(jia)熱(re)(re)過程中擴(kuo)散速度(du)(du)(du)緩慢，所以(yi)，為使(shi)碳(tan)(tan)化(hua)物充分溶解，得到成分比較均(jun)勻的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體及(ji)冷卻之后得到有(you)足夠碳(tan)(tan)、鉻飽和(he)度(du)(du)(du)的(de)(de)均(jun)勻的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體組織，這類鋼的(de)(de)淬火加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)高(gao)(gao)于碳(tan)(tan)鋼和(he)合金(jin)結構鋼，即提高(gao)(gao)淬火加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)并適當延長保(bao)溫時間。
該類鋼(gang)導熱(re)性(xing)差，特別是在(zai)較低溫度(du)時，導熱(re)性(xing)更差，為(wei)防止加(jia)熱(re)過程中產生裂紋，保證零件的(de)內外溫差較小，在(zai)淬火加(jia)熱(re)時應控制(zhi)加(jia)熱(re)速度(du)，或先行(xing)預熱(re)。根據經驗，在(zai)750℃以(yi)前，升(sheng)溫速度(du)應不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼，因它們的(de)含碳(tan)量不(bu)(bu)(bu)同，原始組(zu)織(zhi)存在差異，所以，各自的(de)淬火加熱溫(wen)度略有(you)不(bu)(bu)(bu)同。
1Cr13不(bu)銹鋼由于含碳量較低，加(jia)熱到淬火(huo)溫度時，仍處于奧(ao)氏體和鐵素體兩(liang)相區(qu)的邊(bian)緣部(bu)分，組織(zhi)中會含有一定量的鐵素體，見圖4-15。
淬火(huo)冷卻后(hou)，這部分(fen)未溶鐵素(su)(su)體保留在(zai)淬火(huo)鋼組織中。鐵素(su)(su)體量(liang)的(de)(de)多(duo)少，首(shou)先與含(han)(han)碳量(liang)有關，見圖4-16.此外(wai)，鉻的(de)(de)含(han)(han)量(liang)及鉬、硅的(de)(de)殘存量(liang)均產生(sheng)(sheng)影(ying)響。淬火(huo)鋼中鐵素(su)(su)體的(de)(de)存在(zai)，對(dui)硬度、機械(xie)性能，尤其是(shi)沖擊韌性會產生(sheng)(sheng)不(bu)良影(ying)響，所以(yi)，在(zai)對(dui)有較高機械(xie)性能要(yao)求的(de)(de)零件選用1Cr13鋼時(shi)，應特殊提出成分(fen)控(kong)制(zhi)條(tiao)件。生(sheng)(sheng)產實(shi)踐中發現(xian)，盡管1Cr13鋼成分(fen)都在(zai)標準的(de)(de)合格(ge)范(fan)圍內，但當實(shi)際(ji)含(han)(han)碳量(liang)低(di)于(yu)(yu)0.11%,鉻量(liang)處于(yu)(yu)上限時(shi)（＞13%)組織中的(de)(de)鐵素(su)(su)體含(han)(han)量(liang)可(ke)達到15%~20%,而實(shi)際(ji)含(han)(han)碳量(liang)控(kong)制(zhi)在(zai)0.12%~0.15%,含(han)(han)鉻量(liang)在(zai)下限時(shi)（＜12%),則組織中的(de)(de)鐵素(su)(su)體量(liang)可(ke)小于(yu)(yu)5%。
淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)對組織中的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)含量(liang)也產生(sheng)影(ying)響。從圖4-16可見，在(zai)成分一定時，加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)950~1100℃區間內，鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)量(liang)保(bao)持在(zai)較低范圍。隨著加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)升高(gao)，鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)量(liang)明顯(xian)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。所以，在(zai)材料標準中推薦的(de)1Cr13 鋼淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)為950~1000℃,但在(zai)實際生(sheng)產中，為保(bao)證碳及(ji)合金元素的(de)充(chong)分溶(rong)解，常取淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)1000~1050℃.更高(gao)的(de)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)會引起組織中的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)及(ji)晶粒(li)長大。
2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相對于1Cr13不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)來說，有更(geng)高的含碳量，一(yi)般情況下，淬(cui)火(huo)后(hou)組織(zhi)中(zhong)(zhong)不會存(cun)在鐵素體，淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)的確定主要是保證(zheng)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的碳化物能充分溶解于奧氏體中(zhong)(zhong)，以保證(zheng)淬(cui)火(huo)、回火(huo)后(hou)獲得理(li)想的機械性能和耐腐蝕性。實(shi)踐證(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)(gang)(gang)淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)選擇在980~1000℃且充分保溫(wen)即可(ke)，實(shi)際(ji)生產(chan)中(zhong)(zhong)的加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)略(lve)提高一(yi)些，2Cr13淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)通常取(qu)(qu)1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)碳化物偏多，實(shi)際(ji)生產(chan)中(zhong)(zhong)淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)取(qu)(qu)1020~1050℃即可(ke)。
更(geng)高的淬火加熱溫度不宜采用(yong)，因為(wei)更(geng)高的溫度會(hui)引起奧氏(shi)體(ti)晶粒粗(cu)大，帶來不良作用(yong)，見(jian)圖4-17。
淬(cui)火加熱溫度更高還會引起淬(cui)火硬度下降(jiang)，見圖(tu)4-18,這(zhe)主要是由于合金元素和(he)碳的過分溶(rong)解，增加了奧(ao)氏體的穩定性，淬(cui)火后會存在較(jiao)多的殘留奧(ao)氏體的原(yuan)因(yin)。
2. 淬火(huo)冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于(yu)較(jiao)高(gao)含鉻量的作(zuo)用，使高(gao)溫奧氏體較(jiao)穩(wen)定，等溫轉(zhuan)變(bian)曲(qu)線右移。見圖(tu)4-19和圖(tu)4-20及圖(tu)4-9.在(zai)冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)不易發生珠光體和貝氏體轉(zhuan)變(bian)，降低(di)了臨界冷(leng)卻速度，見圖(tu)4-21.在(zai)較(jiao)低(di)的冷(leng)卻速度條(tiao)件下，即可進行馬氏體轉(zhuan)變(bian)，獲(huo)得(de)馬氏體組織，采用空(kong)冷(leng)或油(you)冷(leng)均可得(de)到較(jiao)高(gao)的淬火硬度。
但(dan)油冷(leng)(leng)(leng)卻(que)比空(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)卻(que)的鋼(gang)在調質硬度(du)和強(qiang)度(du)相同的情(qing)況下，有更好的塑性(xing)和韌性(xing)。所以，在實際生(sheng)產中，對于(yu)截面(mian)尺寸較大的零(ling)(ling)件(jian)或對機械性(xing)能，尤其是塑性(xing)和韌性(xing)要求較高的零(ling)(ling)件(jian)，最(zui)好采(cai)用(yong)油冷(leng)(leng)(leng)，對于(yu)較小零(ling)(ling)件(jian)和形(xing)狀復雜，易(yi)產生(sheng)淬火裂紋的零(ling)(ling)件(jian)可采(cai)用(yong)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼的臨界(jie)點（近似值(zhi)）見表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火冷卻(que)后，獲得以(yi)馬氏體為基體的組織(zhi)，因其固溶(rong)了碳，使(shi)晶格扭曲，存在較(jiao)大的應力，組織(zhi)不夠(gou)穩定，不能直接應用(yong)，淬火后必須經(jing)回火再(zai)使(shi)用(yong)。
這三(san)種牌號的(de)(de)馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)普遍應用(yong)于制造機械構(gou)件，要(yao)求(qiu)具有良好的(de)(de)綜(zong)合機械性(xing)(xing)能(neng)和一定的(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)能(neng)，一般淬(cui)火(huo)后再經(jing)高溫(wen)回火(huo)，即調質熱(re)處理狀(zhuang)態下(xia)使(shi)用(yong)。回火(huo)溫(wen)度(du)可(ke)根據強(qiang)韌性(xing)(xing)的(de)(de)要(yao)求(qiu)選(xuan)定在550~750℃之間，回火(huo)后的(de)(de)基體(ti)(ti)組織為索氏體(ti)(ti)，有的(de)(de)可(ke)能(neng)是(shi)保留淬(cui)火(huo)馬氏體(ti)(ti)位向的(de)(de)板條狀(zhuang)或粒(li)狀(zhuang)索氏體(ti)(ti)。1Cr13鋼(gang)回火(huo)組織中還可(ke)能(neng)存在有淬(cui)火(huo)加熱(re)時未溶的(de)(de)鐵素體(ti)(ti)。見(jian)圖4-22。
對于3Cr13不銹(xiu)鋼，已屬于共析鋼，淬(cui)火(huo)后(hou)可(ke)(ke)(ke)獲得(de)很(hen)高的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)，也常用(yong)(yong)于制(zhi)造有高硬(ying)度(du)(du)，高耐磨(mo)性能要求的(de)(de)零部件，如軸(zhou)套(tao)、擋套(tao)、密封(feng)環等。這時可(ke)(ke)(ke)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)較低溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)回(hui)火(huo)或(huo)者表面淬(cui)火(huo)后(hou)低溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)，依據對使用(yong)(yong)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)要求，回(hui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)確定在(zai)200~350℃之(zhi)間，可(ke)(ke)(ke)獲得(de)40~55HRC的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)。而400~550℃之(zhi)間的(de)(de)回(hui)火(huo)，由于組織中會析出彌散度(du)(du)很(hen)高的(de)(de)合金碳化物，耐腐(fu)蝕(shi)性降(jiang)低，并(bing)產生(sheng)較大的(de)(de)脆性，所以一般不推薦采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)，只有用(yong)(yong)其制(zhi)作彈(dan)性元件時，才采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)這一區(qu)間的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)回(hui)火(huo)，如3Cr13不銹(xiu)鋼用(yong)(yong)于制(zhi)造彈(dan)簧時，淬(cui)火(huo)油冷后(hou)在(zai)450℃左(zuo)右回(hui)火(huo)，可(ke)(ke)(ke)保持硬(ying)度(du)(du)在(zai)45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回(hui)火(huo)溫度與(yu)硬度之間的關系(xi)曲線見圖(tu)4-23~圖(tu)4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬(ying)度(du)要求選(xuan)定(ding)的(de)回火溫度(du)范(fan)圍(wei)見表(biao)4-7。
這三(san)種鋼的(de)回火冷(leng)卻一(yi)般采用空冷(leng)，如果對(dui)韌(ren)性有更高的(de)要求時，也可(ke)采用油(you)冷(leng)卻，特別是2Cr13鋼油(you)冷(leng)比空冷(leng)的(de)韌(ren)性有較大幅(fu)度的(de)提高。
四、熱處理時(shi)需要(yao)注意的一些問題(ti)
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳(tan)含量的(de)控制問(wen)題(ti)
在(zai)一(yi)些不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關標(biao)準中(zhong)(zhong)，對(dui)(dui)(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)標(biao)注為(wei)(wei)(wei)不(bu)大于(yu)0.15%,這(zhe)種(zhong)對(dui)(dui)(dui)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)無下限的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制為(wei)(wei)(wei)實際生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)帶來(lai)了麻(ma)煩(fan)，主要反映在(zai)熱(re)(re)處(chu)理(li)和(he)熱(re)(re)處(chu)理(li)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)上(shang)。眾所周知，碳(tan)(tan)(tan)與硫、磷(lin)等(deng)有(you)害元素(su)(su)不(bu)同，硫、磷(lin)控(kong)制得越低(di)(di)越好，而(er)碳(tan)(tan)(tan)在(zai)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙重作用(yong)(yong)決定了其(qi)含量(liang)(liang)(liang)(liang)應(ying)有(you)上(shang)限和(he)下限控(kong)制，否則將(jiang)滿(man)足(zu)不(bu)了使(shi)(shi)用(yong)(yong)要求(qiu)。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)(di)于(yu)0.09%,而(er)鉻(ge)(ge)又是(shi)標(biao)準中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)、上(shang)限時，組(zu)織中(zhong)(zhong)會存在(zai)較(jiao)多量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)，這(zhe)不(bu)僅保證不(bu)了熱(re)(re)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械性(xing)能，韌(ren)性(xing)很差，還會對(dui)(dui)(dui)復(fu)(fu)雜零(ling)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)造生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)利作用(yong)(yong)。在(zai)工廠鑄(zhu)造生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉輪(lun)中(zhong)(zhong)，就多次(ci)出現過因碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)(di)而(er)造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)問題(ti)。比如(ru)，有(you)一(yi)批(pi)ZG1Cr13泵(beng)葉輪(lun)經調質(zhi)熱(re)(re)處(chu)理(li)后，機械性(xing)能達不(bu)到(dao)指(zhi)標(biao)，特(te)別是(shi)沖擊韌(ren)性(xing)很低(di)(di)，而(er)且在(zai)葉輪(lun)開口部位葉片(pian)與蓋板相(xiang)連接處(chu)根(gen)部產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，經過金相(xiang)分析，組(zu)織中(zhong)(zhong)含有(you)近20%左右(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塊狀鐵素(su)(su)體(ti)，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)恰(qia)恰(qia)起源于(yu)鐵素(su)(su)體(ti)塊處(chu)，這(zhe)是(shi)因為(wei)(wei)(wei)鐵素(su)(su)體(ti)強度低(di)(di)于(yu)基體(ti)組(zu)織，在(zai)鑄(zhu)造和(he)熱(re)(re)處(chu)理(li)應(ying)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下，成為(wei)(wei)(wei)薄弱點而(er)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。后經對(dui)(dui)(dui)這(zhe)批(pi)鑄(zhu)件成分復(fu)(fu)查(cha)，其(qi)含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)只達0.07%,鉻(ge)(ge)為(wei)(wei)(wei)13.58%,硅為(wei)(wei)(wei)0.8%,正是(shi)由于(yu)碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)(liang)(liang)(liang)過低(di)(di)而(er)鉻(ge)(ge)、硅偏上(shang)限，致使(shi)(shi)鋼(gang)組(zu)織中(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)了大量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)，并導致性(xing)能降低(di)(di)和(he)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)鑄(zhu)造裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。熱(re)(re)處(chu)理(li)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。后將(jiang)鑄(zhu)造葉輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)控(kong)制為(wei)(wei)(wei)不(bu)低(di)(di)于(yu)0.10%,最佳(jia)控(kong)制范圍為(wei)(wei)(wei)0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)(sheng)(sheng)過同類質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)問題(ti)。
2. 回火脆性問(wen)題
關(guan)于Cr13型馬氏體不銹鋼的回火脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)問題還(huan)缺乏(fa)系(xi)統的研究，一般認為其(qi)存(cun)在回火脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，特別是2Cr13鋼回火脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)更敏感一些。這幾種(zhong)鋼應用(yong)于制造機械(xie)構件時，常(chang)在調質狀態下使用(yong)，對第二類(lei)回火脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)尤應注意，當要(yao)求有高韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時，回火時應采用(yong)油冷(leng)。表4-8顯示了不同回火冷(leng)卻方法對2Cr13鋼沖擊韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的影響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂(lie)紋問(wen)題(ti)
在馬氏體不(bu)銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含碳量較(jiao)(jiao)高，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)冷卻，特別是油(you)冷時(shi)會產(chan)生較(jiao)(jiao)大(da)的淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)力(li)，其馬氏體轉變溫度又(you)低，易產(chan)生淬(cui)(cui)火(huo)(huo)裂紋。所以，3Cr13鋼(gang)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)時(shi)，應(ying)注意防止裂紋的發(fa)生。可(ke)采取以下一些(xie)措施(shi)。
①. 盡量在(zai)粗加工(gong)后淬火
因為鍛(duan)造(zao)或軋(ya)制坯件(jian)的表(biao)(biao)面(mian)可能存在細紋(wen)、劃痕(hen)等(deng)、將(jiang)成為淬火應力(li)集中點和淬火裂紋(wen)的誘因。如粗加工確實有(you)困難(nan)，可用(yong)砂輪等(deng)工具磨掉表(biao)(biao)面(mian)缺陷。
②. 控制淬火加熱(re)速度
這類鋼一般都是塑性差、導熱(re)(re)性不好。淬(cui)火加熱(re)(re)速(su)度(du)(du)過(guo)快(kuai)，表(biao)面與心部溫(wen)差增(zeng)大(da)，在(zai)(zai)表(biao)面層(ceng)(ceng)已發生奧氏體(ti)轉變(bian)時(shi)，內層(ceng)(ceng)還處于較低(di)溫(wen)度(du)(du)的低(di)塑性狀(zhuang)態，這樣，表(biao)面層(ceng)(ceng)因奧氏轉變(bian)體(ti)積(ji)變(bian)小收縮，受到內層(ceng)(ceng)制(zhi)約，產(chan)生拉(la)應(ying)力，當拉(la)應(ying)力超過(guo)材料破斷強(qiang)度(du)(du)時(shi)，即產(chan)生裂紋。因此，可采(cai)用預熱(re)(re)（500~700℃)或在(zai)(zai)低(di)溫(wen)段控制(zhi)升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)(du)不大(da)于80℃/h,800℃后(hou)再(zai)提高升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)(du)等方法。
③. 控制淬火油(you)冷卻(que)時的工件出油(you)溫(wen)度。
這類材料因合金元素高(gao)，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫(wen)度又低，如(ru)果淬(cui)火(huo)(huo)冷(leng)卻時(shi)間長(chang)，會增(zeng)加淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)而產(chan)生(sheng)淬(cui)火(huo)(huo)裂(lie)(lie)紋，特別是(shi)截面(mian)較大(da)的(de)(de)零(ling)件，有(you)時(shi)心(xin)部原始組織的(de)(de)缺(que)陷(xian)比(bi)表(biao)面(mian)嚴重，加大(da)了淬(cui)火(huo)(huo)產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)可能性(xing)。可適當減緩工件的(de)(de)冷(leng)卻速度。如(ru)控制工件出油時(shi)的(de)(de)表(biao)面(mian)溫(wen)度，一般(ban)控制在馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)開始轉變溫(wen)度以(yi)下150~200℃,或表(biao)面(mian)溫(wen)度不高(gao)于(yu)50~80℃.對于(yu)大(da)型工件，心(xin)部溫(wen)度較高(gao)，熱量還(huan)會向表(biao)面(mian)傳遞(di)，可采用油－空(kong)氣－油－空(kong)氣交(jiao)替(ti)冷(leng)卻的(de)(de)方式(shi)，以(yi)減緩淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)。
在(zai)(zai)高碳馬(ma)氏體鋼油淬(cui)火冷卻(que)時(shi)，還應注意的(de)一(yi)個(ge)問題是(shi)(shi)適當控制油的(de)攪(jiao)動速度。在(zai)(zai)保證油溫不(bu)大于80℃和不(bu)發生火災(zai)的(de)條件下，不(bu)必盲目(mu)追求和加大油的(de)冷卻(que)效果，試驗研究表明機械油在(zai)(zai)特別劇烈攪(jiao)動時(shi)的(de)淬(cui)火冷卻(que)能力(li)會接近水(shui)的(de)淬(cui)火冷卻(que)能力(li)，這對馬(ma)氏體不(bu)銹鋼來說是(shi)(shi)很危險的(de)。這種情(qing)況也(ye)是(shi)(shi)有過(guo)教訓(xun)的(de)。
④. 淬火后(hou)及時(shi)回火
馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼在淬(cui)火(huo)冷卻(que)結束后(hou)(hou)，心部還會繼續發生(sheng)(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變，不(bu)(bu)斷增加(jia)淬(cui)火(huo)應(ying)(ying)力，工件(jian)在放(fang)(fang)置過(guo)程(cheng)中，淬(cui)火(huo)應(ying)(ying)力也會改(gai)變其分布方(fang)式，形成新的應(ying)(ying)力集中點，這(zhe)都可能(neng)使淬(cui)火(huo)工件(jian)在放(fang)(fang)置過(guo)程(cheng)中發生(sheng)(sheng)開裂，所以，這(zhe)類鋼淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)應(ying)(ying)及(ji)時回(hui)火(huo)。工件(jian)冷卻(que)到室溫或用手(shou)可長期(qi)觸及(ji)的溫度(du)時即(ji)可回(hui)火(huo)。淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)最多不(bu)(bu)要超過(guo)8小(xiao)(xiao)時應(ying)(ying)進行回(hui)火(huo)，尤其在北方(fang)冬季更應(ying)(ying)注(zhu)意這(zhe)一(yi)(yi)問題(ti)。曾(ceng)經發生(sheng)(sheng)過(guo)這(zhe)類事(shi)故，在對一(yi)(yi)批馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼泵軸淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)，因設備(bei)不(bu)(bu)足，未能(neng)及(ji)時回(hui)火(huo)，又恰(qia)逢冬天，氣溫較低，淬(cui)火(huo)后(hou)(hou)放(fang)(fang)置15小(xiao)(xiao)時,結果這(zhe)批軸全部開裂報廢(fei)。
