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)全退火可(ke)改善(shan)鋼材鍛造(zao)、軋制、鑄(zhu)造(zao)等(deng)加(jia)工后(hou)可(ke)能存(cun)在的不(bu)良組織，并為以后(hou)淬火、回(hui)火熱(re)處理提供良好的組織保證；可(ke)以完(wan)全消除各種應(ying)力，降低硬度，便(bian)于加(jia)工。
鍛軋態的1Cr13不銹(xiu)鋼、2Cr13不銹(xiu)鋼、3Cr13不銹(xiu)鋼經完全退(tui)火后，硬(ying)度分別不大于150HB,180HB和210HB.
一(yi)些對(dui)機械(xie)性能(neng)、耐腐蝕性能(neng)要求(qiu)不高的零部件可以在完全退火(huo)狀態下使用。
2. 等(deng)溫(wen)退(tui)火(huo)
等溫(wen)(wen)退(tui)火是把鋼加熱(re)到奧(ao)氏(shi)體化(hua)溫(wen)(wen)度（一般(ban)采用850~880℃),也可以將鋼材鍛(duan)造(zao)或鑄造(zao)后冷卻到這一溫(wen)(wen)度區間，充(chong)分(fen)(fen)保溫(wen)(wen)，再(zai)冷卻到該鋼奧(ao)氏(shi)體轉變(bian)最快的溫(wen)(wen)度范圍（俗稱轉變(bian)曲線的鼻(bi)子(zi)部分(fen)(fen)，為700~740℃)充(chong)分(fen)(fen)保溫(wen)(wen)，使奧(ao)氏(shi)體充(chong)分(fen)(fen)轉變(bian)后空(kong)冷。
等溫退(tui)(tui)火可(ke)以起到完(wan)(wan)全(quan)退(tui)(tui)火的(de)(de)作用(yong)，而且比完(wan)(wan)全(quan)退(tui)(tui)火縮(suo)短(duan)了占用(yong)加熱爐的(de)(de)時(shi)間(jian)，提高了效率。
在(zai)工作(zuo)實踐(jian)中還發現，這(zhe)類馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)等溫退火(huo)對改善不良(liang)的(de)鍛造組(zu)織，提(ti)高(gao)淬火(huo)、回火(huo)后(hou)的(de)力學性能，特(te)別是提(ti)高(gao)沖(chong)擊(ji)韌性有著(zhu)特(te)殊的(de)作(zuo)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(biao)明(ming)，鋼的(de)(de)(de)(de)非(fei)平衡組織再次加(jia)熱，發生奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變(bian)時，新相可能(neng)生成(cheng)(cheng)球形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，也可能(neng)生成(cheng)(cheng)針形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，或(huo)者同(tong)時生成(cheng)(cheng)兩種奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。如果轉變(bian)產物以針形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)為主，則在加(jia)熱轉變(bian)完成(cheng)(cheng)后，鍛后得(de)到的(de)(de)(de)(de)粗(cu)大(da)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶粒組織會(hui)得(de)到恢復并造成(cheng)(cheng)組織遺(yi)傳。可想(xiang)而知(zhi)，這種具有粗(cu)大(da)的(de)(de)(de)(de)或(huo)不(bu)(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，在淬火(huo)冷卻時必然得(de)到粗(cu)大(da)的(de)(de)(de)(de)或(huo)不(bu)(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，經回火(huo)后，獲得(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，這必將引起力學性能(neng)，特別(bie)是沖擊韌(ren)性的(de)(de)(de)(de)降低(di)。
基于這種(zhong)分析，我們(men)將這批泵軸重新(xin)進行了等溫(wen)退火處(chu)理，獲(huo)得了鐵素體和碳化物(wu)的平衡組織。
經(jing)(jing)等(deng)(deng)溫退(tui)火(huo)(huo)的泵軸再用原淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)工藝處理后(hou)（（970±10)℃加(jia)熱保溫后(hou)油冷，（685±10)℃加(jia)熱保溫后(hou)油冷），力學性能完全達到技術要(yao)求，實檢性能：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(he)74J,平均為75.7J.未經(jing)(jing)等(deng)(deng)溫退(tui)火(huo)(huo)的淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)組織和(he)經(jing)(jing)等(deng)(deng)溫退(tui)火(huo)(huo)后(hou)的淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)組織分別是(shi)圖(tu)4-11和(he)圖(tu)4-12。
3. 低溫退火
馬氏體(ti)不銹鋼低溫(wen)(wen)(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)，有的稱高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)（嚴格從定義上(shang)來講和(he)作(zuo)用目的方面看(kan)，稱高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)是(shi)不準確的），是(shi)把鋼加熱到(dao)Ac1溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)以(yi)上(shang)（有時略低于(yu)Ac1溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)）至A3溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)以(yi)下，保溫(wen)(wen)(wen)(wen)后爐(lu)冷或(huo)空冷。這種退(tui)火(huo)(huo)可以(yi)使鋼軟(ruan)化，便于(yu)加工和(he)消除應力。對于(yu)改(gai)善組織的作(zuo)用遠不如(ru)完全(quan)退(tui)火(huo)(huo)和(he)等溫(wen)(wen)(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)。
低(di)溫退(tui)火(huo)一般用(yong)于較(jiao)小的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)或以后還經(jing)淬火(huo)、回火(huo)熱處理(li)的(de)零(ling)部件(jian)(jian)。較(jiao)大(da)的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)及應力很大(da)的(de)零(ling)部件(jian)(jian)毛坯，還是采(cai)用(yong)完(wan)全退(tui)火(huo)或等溫退(tui)火(huo)為好。
1Cr13不銹(xiu)鋼(gang)、2Cr13不銹(xiu)鋼(gang)、3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)低(di)(di)溫(wen)退火溫(wen)度(du)為(wei)740~780℃,如果以(yi)(yi)消(xiao)除應力為(wei)主要目的，可以(yi)(yi)降低(di)(di)加熱溫(wen)度(du)至700℃左右(you)。保溫(wen)后一(yi)般爐冷至500℃以(yi)(yi)下出爐空冷。
低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后的(de)硬(ying)度(du)(du)一般高(gao)于完全退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后的(de)硬(ying)度(du)(du)30~40HB,依含碳(tan)量不同，可(ke)保(bao)持在(zai)180~230HB.當然，低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)選擇的(de)溫(wen)度(du)(du)越(yue)高(gao)，硬(ying)度(du)(du)越(yue)低(di)(di)。圖(tu)4-13和(he)圖(tu)4-14分別顯示(shi)了1Cr13不銹(xiu)鋼低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)和(he)完全退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)加熱溫(wen)度(du)(du)、保(bao)溫(wen)時間(jian)與硬(ying)度(du)(du)的(de)關系及低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)與完全退(tui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后的(de)硬(ying)度(du)(du)差異(yi)。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全退火后應保證的(de)機械性(xing)能(neng)(neng)見(jian)(jian)表(biao)4-4,實測性(xing)能(neng)(neng)見(jian)(jian)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、淬火
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼淬火的(de)主要(yao)目的(de)是(shi)要(yao)獲得(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體組織。即將其加(jia)熱到(dao)A3以上的(de)一(yi)個溫度(du)范圍，使合金碳(tan)化物充分溶(rong)解(jie)，得(de)到(dao)碳(tan)與鉻較均勻的(de)奧(ao)氏(shi)體，然后(hou)，以適(shi)當的(de)速(su)度(du)冷卻下來，最終獲得(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體組織。
1. 淬(cui)火加熱
Cr13型馬氏體(ti)不銹鋼因含有(you)較高的(de)鉻含量，提高了相變點Ac3,又因大量的(de)合金(jin)碳化物的(de)存在，使組織中的(de)碳和(he)鉻元素分布不均，其在加熱(re)(re)過程中擴散速(su)度(du)緩(huan)慢，所以，為(wei)使碳化物充(chong)分溶(rong)解(jie)，得到成分比較均勻的(de)奧氏體(ti)及冷卻之后(hou)得到有(you)足夠碳、鉻飽和(he)度(du)的(de)均勻的(de)馬氏體(ti)組織，這類鋼的(de)淬火(huo)(huo)加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)高于(yu)碳鋼和(he)合金(jin)結(jie)構鋼，即提高淬火(huo)(huo)加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)并適當延長保(bao)溫(wen)(wen)時間。
該類鋼導熱(re)(re)性(xing)差，特別是在較(jiao)低(di)溫(wen)(wen)度時，導熱(re)(re)性(xing)更差，為防(fang)止加熱(re)(re)過程中產(chan)生裂紋，保證零(ling)件的內外溫(wen)(wen)差較(jiao)小(xiao)，在淬火加熱(re)(re)時應(ying)控(kong)制加熱(re)(re)速度，或先行預熱(re)(re)。根據經(jing)驗(yan)，在750℃以前，升溫(wen)(wen)速度應(ying)不大于80℃/h。
1Cr13不銹鋼(gang)、2Cr13不銹鋼(gang)、3Cr13不銹鋼(gang)，因它們的(de)含碳量(liang)不同(tong)，原(yuan)始(shi)組織(zhi)存在差異，所以，各自的(de)淬火加(jia)熱溫度略有(you)不同(tong)。
1Cr13不銹鋼由于(yu)含碳量(liang)較低，加熱到淬火溫度時，仍處于(yu)奧氏(shi)體和鐵(tie)素體兩相區的(de)(de)邊(bian)緣部分，組織(zhi)中會含有一定量(liang)的(de)(de)鐵(tie)素體，見圖4-15。
淬火冷卻(que)后，這(zhe)部分未溶(rong)鐵(tie)(tie)素體保留在(zai)(zai)淬火鋼(gang)組織(zhi)中。鐵(tie)(tie)素體量(liang)的(de)(de)多少，首先與含(han)碳量(liang)有(you)關，見圖4-16.此外，鉻(ge)(ge)的(de)(de)含(han)量(liang)及鉬、硅的(de)(de)殘(can)存(cun)量(liang)均產(chan)(chan)生(sheng)影響(xiang)。淬火鋼(gang)中鐵(tie)(tie)素體的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)，對硬度、機械(xie)性能，尤(you)其(qi)是沖擊韌性會產(chan)(chan)生(sheng)不(bu)良(liang)影響(xiang)，所以，在(zai)(zai)對有(you)較高機械(xie)性能要(yao)求的(de)(de)零件選用1Cr13鋼(gang)時，應特(te)殊提出(chu)成分控(kong)制條件。生(sheng)產(chan)(chan)實(shi)踐(jian)中發(fa)現，盡管1Cr13鋼(gang)成分都在(zai)(zai)標準的(de)(de)合格范圍(wei)內，但當實(shi)際含(han)碳量(liang)低(di)于0.11%,鉻(ge)(ge)量(liang)處于上限(xian)時（＞13%)組織(zhi)中的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體含(han)量(liang)可(ke)達到15%~20%,而(er)實(shi)際含(han)碳量(liang)控(kong)制在(zai)(zai)0.12%~0.15%,含(han)鉻(ge)(ge)量(liang)在(zai)(zai)下限(xian)時（＜12%),則組織(zhi)中的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體量(liang)可(ke)小(xiao)于5%。
淬(cui)(cui)火加(jia)熱溫(wen)度(du)對組織(zhi)中的(de)鐵素(su)體含量也產(chan)生影響(xiang)。從圖4-16可見(jian)，在(zai)成分(fen)一定(ding)時，加(jia)熱溫(wen)度(du)在(zai)950~1100℃區間內，鐵素(su)體量保持在(zai)較低范圍。隨著加(jia)熱溫(wen)度(du)升(sheng)高，鐵素(su)體量明顯(xian)增(zeng)加(jia)。所以，在(zai)材料(liao)標(biao)準中推薦的(de)1Cr13 鋼淬(cui)(cui)火加(jia)熱溫(wen)度(du)為950~1000℃,但(dan)在(zai)實際生產(chan)中，為保證碳及合金元素(su)的(de)充分(fen)溶解，常(chang)取淬(cui)(cui)火加(jia)熱溫(wen)度(du)在(zai)1000~1050℃.更高的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)會引起組織(zhi)中的(de)鐵素(su)體量增(zeng)加(jia)及晶粒長大。
2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼相(xiang)對于1Cr13不銹(xiu)鋼來說，有(you)更高的(de)含碳量(liang)，一(yi)般情況下，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)后(hou)組織中(zhong)不會存在(zai)鐵素體，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)加熱溫度(du)的(de)確定主要是保(bao)(bao)證(zheng)鋼中(zhong)的(de)碳化物(wu)能充分溶(rong)解于奧氏體中(zhong)，以(yi)保(bao)(bao)證(zheng)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)、回火(huo)后(hou)獲得理想(xiang)的(de)機械性能和耐腐蝕性。實(shi)踐證(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼淬(cui)(cui)(cui)火(huo)加熱溫度(du)選(xuan)擇在(zai)980~1000℃且充分保(bao)(bao)溫即可，實(shi)際生產中(zhong)的(de)加熱溫度(du)略提高一(yi)些，2Cr13淬(cui)(cui)(cui)火(huo)加熱溫度(du)通常取1000~1030℃,而3Cr13鋼中(zhong)碳化物(wu)偏多，實(shi)際生產中(zhong)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)加熱溫度(du)取1020~1050℃即可。
更高的淬火加熱溫(wen)度(du)不宜采用(yong)，因(yin)為更高的溫(wen)度(du)會引起奧氏體(ti)晶粒粗大，帶來(lai)不良作(zuo)用(yong)，見圖4-17。
淬(cui)火(huo)(huo)加熱溫度更高(gao)還會(hui)引起(qi)淬(cui)火(huo)(huo)硬(ying)度下(xia)降，見(jian)圖4-18,這(zhe)主要是由于合(he)金元素(su)和碳(tan)的(de)過(guo)分溶解，增(zeng)加了奧氏體(ti)的(de)穩定性，淬(cui)火(huo)(huo)后會(hui)存在較多的(de)殘留奧氏體(ti)的(de)原因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼(gang)，由于較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)含鉻量的(de)作用，使高(gao)溫奧氏(shi)體(ti)較(jiao)(jiao)(jiao)穩定，等溫轉(zhuan)(zhuan)變曲線(xian)右移。見圖(tu)4-19和(he)圖(tu)4-20及圖(tu)4-9.在(zai)冷卻過程中不易發生珠光體(ti)和(he)貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變，降低(di)了臨界冷卻速度(du)(du)，見圖(tu)4-21.在(zai)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)的(de)冷卻速度(du)(du)條件(jian)下，即可進(jin)行馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變，獲得(de)馬氏(shi)體(ti)組織，采(cai)用空(kong)冷或油冷均可得(de)到較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)的(de)淬(cui)火硬度(du)(du)。
但油(you)冷(leng)卻比(bi)空(kong)氣冷(leng)卻的鋼在調質(zhi)硬度和強度相同的情況下(xia)，有更好的塑性(xing)和韌(ren)(ren)性(xing)。所以，在實際生產中，對于截面尺寸較大的零(ling)件(jian)或對機(ji)械(xie)性(xing)能，尤其是(shi)塑性(xing)和韌(ren)(ren)性(xing)要求較高的零(ling)件(jian)，最好采用油(you)冷(leng)，對于較小零(ling)件(jian)和形狀復雜，易產生淬火裂紋的零(ling)件(jian)可采用空(kong)冷(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼的臨界點（近似(si)值）見表4-6。
三、回(hui)火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不(bu)(bu)銹鋼淬火冷(leng)卻后，獲得以馬氏(shi)體(ti)為(wei)基體(ti)的(de)組織，因其固(gu)溶了碳，使晶格扭曲，存在較(jiao)大的(de)應(ying)力(li)，組織不(bu)(bu)夠穩定，不(bu)(bu)能(neng)直接(jie)應(ying)用(yong)，淬火后必須經回火再使用(yong)。
這三種(zhong)牌號的(de)馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)普遍應(ying)用于(yu)制(zhi)造機(ji)(ji)械構件，要求具(ju)有良好的(de)綜合機(ji)(ji)械性能(neng)(neng)和一定(ding)的(de)耐腐蝕(shi)性能(neng)(neng)，一般(ban)淬火(huo)(huo)后再(zai)經高(gao)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，即(ji)調質熱(re)處理狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下使用。回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫(wen)度(du)可根據(ju)強韌性的(de)要求選定(ding)在550~750℃之間，回(hui)(hui)火(huo)(huo)后的(de)基體組織為(wei)索(suo)氏(shi)體，有的(de)可能(neng)(neng)是保(bao)留(liu)淬火(huo)(huo)馬(ma)氏(shi)體位向的(de)板條狀(zhuang)(zhuang)或粒(li)狀(zhuang)(zhuang)索(suo)氏(shi)體。1Cr13鋼(gang)回(hui)(hui)火(huo)(huo)組織中還可能(neng)(neng)存在有淬火(huo)(huo)加熱(re)時未(wei)溶的(de)鐵(tie)素(su)體。見(jian)圖4-22。
對于3Cr13不銹鋼，已屬于共(gong)析鋼，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)后(hou)可獲(huo)得(de)很(hen)高的硬(ying)度(du)(du)(du)，也(ye)常用(yong)于制造有高硬(ying)度(du)(du)(du)，高耐磨性(xing)能要求的零(ling)部件，如(ru)軸套(tao)、擋套(tao)、密封(feng)環(huan)等(deng)。這時可采(cai)用(yong)較低(di)溫度(du)(du)(du)的回(hui)火(huo)或者(zhe)表面淬(cui)(cui)(cui)火(huo)后(hou)低(di)溫回(hui)火(huo)，依據(ju)對使用(yong)硬(ying)度(du)(du)(du)的要求，回(hui)火(huo)溫度(du)(du)(du)確定(ding)在200~350℃之間(jian)，可獲(huo)得(de)40~55HRC的硬(ying)度(du)(du)(du)。而400~550℃之間(jian)的回(hui)火(huo)，由于組織中會析出彌散度(du)(du)(du)很(hen)高的合金碳化物，耐腐(fu)蝕性(xing)降低(di)，并產生(sheng)較大(da)的脆性(xing)，所以一般不推薦采(cai)用(yong)，只有用(yong)其制作彈性(xing)元件時，才采(cai)用(yong)這一區間(jian)的溫度(du)(du)(du)回(hui)火(huo)，如(ru)3Cr13不銹鋼用(yong)于制造彈簧時，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)油(you)冷后(hou)在450℃左右回(hui)火(huo)，可保持(chi)硬(ying)度(du)(du)(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫(wen)度與硬度之間的關系(xi)曲線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度要(yao)求選定的(de)回火(huo)溫度范圍(wei)見表(biao)4-7。
這三種鋼的(de)(de)回火冷(leng)卻一般采用(yong)空(kong)冷(leng)，如果對韌(ren)性有更(geng)高(gao)的(de)(de)要(yao)求時，也可(ke)采用(yong)油冷(leng)卻，特別是(shi)2Cr13鋼油冷(leng)比空(kong)冷(leng)的(de)(de)韌(ren)性有較大(da)幅度的(de)(de)提(ti)高(gao)。
四、熱處理時需(xu)要注意的一些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成(cheng)分中碳(tan)含量的控制(zhi)問題
在一(yi)(yi)些不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)相關標準中(zhong)，對(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)標注為(wei)不(bu)(bu)大(da)于(yu)0.15%,這(zhe)種對(dui)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)無下限(xian)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)為(wei)實際生產(chan)(chan)(chan)帶來了(le)麻煩，主要(yao)反映在熱(re)處(chu)(chu)(chu)理和熱(re)處(chu)(chu)(chu)理質量(liang)(liang)(liang)上(shang)。眾所周知(zhi)，碳(tan)與(yu)硫、磷(lin)等有害元素(su)不(bu)(bu)同(tong)，硫、磷(lin)控(kong)制(zhi)(zhi)得越低(di)(di)(di)(di)越好，而碳(tan)在馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)雙重作(zuo)用決定了(le)其(qi)含(han)量(liang)(liang)(liang)應有上(shang)限(xian)和下限(xian)控(kong)制(zhi)(zhi)，否則將滿足不(bu)(bu)了(le)使(shi)用要(yao)求。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)(di)(di)于(yu)0.09%,而鉻又是標準中(zhong)的(de)(de)(de)中(zhong)、上(shang)限(xian)時，組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)會存(cun)在較多(duo)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)，這(zhe)不(bu)(bu)僅(jin)保證不(bu)(bu)了(le)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理后的(de)(de)(de)機械性(xing)能(neng)，韌性(xing)很差，還會對(dui)復雜零件(jian)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)生產(chan)(chan)(chan)產(chan)(chan)(chan)生不(bu)(bu)利作(zuo)用。在工廠鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)生產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)中(zhong)，就多(duo)次(ci)出現過(guo)(guo)因碳(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)(di)(di)而造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)問題。比如，有一(yi)(yi)批ZG1Cr13泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)經(jing)調質熱(re)處(chu)(chu)(chu)理后，機械性(xing)能(neng)達不(bu)(bu)到指標，特別是沖擊(ji)韌性(xing)很低(di)(di)(di)(di)，而且在葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)開口部位葉(xie)(xie)(xie)片(pian)與(yu)蓋板相連接處(chu)(chu)(chu)根部產(chan)(chan)(chan)生裂(lie)(lie)紋，經(jing)過(guo)(guo)金相分(fen)析，組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)含(han)有近20%左右的(de)(de)(de)塊狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)，裂(lie)(lie)紋恰(qia)恰(qia)起源于(yu)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)塊處(chu)(chu)(chu)，這(zhe)是因為(wei)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)強度低(di)(di)(di)(di)于(yu)基體(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，在鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)和熱(re)處(chu)(chu)(chu)理應力的(de)(de)(de)作(zuo)用下，成(cheng)為(wei)薄弱(ruo)點而產(chan)(chan)(chan)生裂(lie)(lie)紋。后經(jing)對(dui)這(zhe)批鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)成(cheng)分(fen)復查，其(qi)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)只達0.07%,鉻為(wei)13.58%,硅(gui)為(wei)0.8%,正是由(you)于(yu)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)低(di)(di)(di)(di)而鉻、硅(gui)偏上(shang)限(xian)，致使(shi)鋼組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)產(chan)(chan)(chan)生了(le)大(da)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)，并導致性(xing)能(neng)降低(di)(di)(di)(di)和產(chan)(chan)(chan)生鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)裂(lie)(lie)紋。熱(re)處(chu)(chu)(chu)理裂(lie)(lie)紋。后將鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)控(kong)制(zhi)(zhi)為(wei)不(bu)(bu)低(di)(di)(di)(di)于(yu)0.10%,最佳控(kong)制(zhi)(zhi)范圍為(wei)0.12%~0.14%,再沒發(fa)生過(guo)(guo)同(tong)類質量(liang)(liang)(liang)問題。
2. 回火(huo)脆性問(wen)題
關于(yu)Cr13型馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)問題還(huan)缺乏系(xi)統的(de)研究，一般認為其存在回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)，特(te)別是2Cr13鋼(gang)回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)更敏感一些。這幾種鋼(gang)應(ying)用于(yu)制造機械(xie)構件(jian)時，常(chang)在調質狀態下(xia)使用，對(dui)第二(er)類回(hui)(hui)火(huo)脆(cui)性(xing)尤應(ying)注意，當要求有高韌(ren)性(xing)時，回(hui)(hui)火(huo)時應(ying)采用油(you)冷。表4-8顯示了不(bu)同回(hui)(hui)火(huo)冷卻方法對(dui)2Cr13鋼(gang)沖擊韌(ren)性(xing)的(de)影(ying)響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂紋問題
在馬(ma)氏體不銹鋼(gang)(gang)中，3Cr13鋼(gang)(gang)的含碳量(liang)較高，淬(cui)火冷(leng)(leng)卻，特(te)別是油(you)冷(leng)(leng)時會產生較大的淬(cui)火應力，其馬(ma)氏體轉變(bian)溫度又低，易產生淬(cui)火裂紋。所(suo)以(yi)，3Cr13鋼(gang)(gang)淬(cui)火時，應注意防止裂紋的發(fa)生。可采取以(yi)下一些(xie)措施。
①. 盡量(liang)在粗(cu)加工后淬火(huo)
因為鍛造或軋制坯件的表面(mian)可(ke)能存在(zai)細紋(wen)、劃痕等、將成(cheng)為淬火應力集中(zhong)點和淬火裂紋(wen)的誘因。如粗(cu)加工確實有困難，可(ke)用砂(sha)輪等工具磨(mo)掉表面(mian)缺陷。
②. 控制(zhi)淬火加熱速度
這類鋼(gang)一般都是塑(su)性(xing)差(cha)、導(dao)熱性(xing)不好。淬(cui)火加熱速度過快，表(biao)面與心部溫(wen)差(cha)增大，在(zai)表(biao)面層(ceng)已發(fa)生奧(ao)氏(shi)體(ti)轉變時(shi)，內層(ceng)還處于較低(di)溫(wen)度的(de)低(di)塑(su)性(xing)狀態，這樣，表(biao)面層(ceng)因奧(ao)氏(shi)轉變體(ti)積變小收(shou)縮，受到內層(ceng)制約，產(chan)生拉應力(li)，當(dang)拉應力(li)超過材料破(po)斷強(qiang)度時(shi)，即產(chan)生裂紋(wen)。因此(ci)，可采用預熱（500~700℃)或在(zai)低(di)溫(wen)段控制升溫(wen)速度不大于80℃/h,800℃后再提高升溫(wen)速度等(deng)方法。
③. 控制淬火油冷卻時(shi)的(de)工件出油溫度。
這類材(cai)料因(yin)合金元素高，馬(ma)氏體轉變溫(wen)度(du)又低(di)，如果淬(cui)火(huo)冷(leng)卻時間長，會(hui)(hui)增加淬(cui)火(huo)應(ying)力(li)而(er)產生淬(cui)火(huo)裂紋(wen)，特別(bie)是截面較(jiao)大(da)的(de)零(ling)件(jian)，有時心部(bu)原(yuan)始(shi)組(zu)織的(de)缺陷比表(biao)面嚴重，加大(da)了淬(cui)火(huo)產生裂紋(wen)的(de)可(ke)能性。可(ke)適當減緩(huan)工件(jian)的(de)冷(leng)卻速度(du)。如控制(zhi)工件(jian)出(chu)油(you)時的(de)表(biao)面溫(wen)度(du)，一般控制(zhi)在馬(ma)氏體開始(shi)轉變溫(wen)度(du)以下150~200℃,或表(biao)面溫(wen)度(du)不高于50~80℃.對(dui)于大(da)型工件(jian)，心部(bu)溫(wen)度(du)較(jiao)高，熱(re)量(liang)還會(hui)(hui)向表(biao)面傳(chuan)遞，可(ke)采用油(you)－空氣－油(you)－空氣交(jiao)替冷(leng)卻的(de)方式，以減緩(huan)淬(cui)火(huo)應(ying)力(li)。
在高碳馬(ma)氏體(ti)(ti)鋼油(you)淬火(huo)冷卻(que)時(shi)(shi)，還應(ying)注意的(de)一個(ge)問題(ti)是適(shi)當控制油(you)的(de)攪(jiao)動(dong)速度。在保證(zheng)油(you)溫不(bu)大(da)(da)于80℃和不(bu)發生火(huo)災的(de)條件(jian)下，不(bu)必盲(mang)目追(zhui)求和加大(da)(da)油(you)的(de)冷卻(que)效果，試驗研究(jiu)表明機械油(you)在特別劇烈攪(jiao)動(dong)時(shi)(shi)的(de)淬火(huo)冷卻(que)能力會接近水的(de)淬火(huo)冷卻(que)能力，這對馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼來說是很危險的(de)。這種情況(kuang)也是有(you)過教訓的(de)。
④. 淬(cui)火后及時回火
馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)冷卻結束后，心部還會(hui)繼續(xu)發(fa)生馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉變，不(bu)(bu)(bu)斷增(zeng)加淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力，工件在(zai)放(fang)(fang)置過程(cheng)中(zhong)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力也會(hui)改變其(qi)分布方(fang)式，形成新(xin)的(de)應(ying)(ying)力集中(zhong)點，這都可能使(shi)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)工件在(zai)放(fang)(fang)置過程(cheng)中(zhong)發(fa)生開裂(lie)，所以，這類鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后應(ying)(ying)及(ji)時(shi)(shi)(shi)回火(huo)(huo)(huo)。工件冷卻到室溫(wen)(wen)或用手可長(chang)期觸(chu)及(ji)的(de)溫(wen)(wen)度(du)時(shi)(shi)(shi)即可回火(huo)(huo)(huo)。淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后最多不(bu)(bu)(bu)要超(chao)過8小時(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)進行回火(huo)(huo)(huo)，尤其(qi)在(zai)北方(fang)冬(dong)(dong)季更應(ying)(ying)注意這一問題。曾經發(fa)生過這類事(shi)故，在(zai)對一批馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)泵軸淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后，因設備不(bu)(bu)(bu)足，未能及(ji)時(shi)(shi)(shi)回火(huo)(huo)(huo)，又恰逢(feng)冬(dong)(dong)天，氣溫(wen)(wen)較(jiao)低，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后放(fang)(fang)置15小時(shi)(shi)(shi),結果這批軸全部開裂(lie)報(bao)廢。
