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(huo)
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(wan)全(quan)退(tui)火可(ke)(ke)改善(shan)鋼材鍛造(zao)、軋制(zhi)、鑄造(zao)等加(jia)工(gong)后可(ke)(ke)能存在(zai)的不(bu)良組(zu)織(zhi)，并為以后淬火、回火熱處(chu)理提供(gong)良好的組(zu)織(zhi)保(bao)證(zheng)；可(ke)(ke)以完(wan)全(quan)消除各種應力，降低硬度，便于加(jia)工(gong)。
鍛軋態的1Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、2Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、3Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)經(jing)完全(quan)退火后，硬(ying)度分別不(bu)大于150HB,180HB和210HB.
一些(xie)對機械性能、耐腐蝕性能要(yao)求不(bu)高的(de)零(ling)部件可以在完全退(tui)火狀態下(xia)使(shi)用。
2. 等溫退(tui)火
等溫(wen)退火(huo)是把鋼(gang)加熱到(dao)奧氏(shi)體化(hua)溫(wen)度（一般采用(yong)850~880℃),也可(ke)以將鋼(gang)材鍛造或鑄造后冷(leng)卻到(dao)這一溫(wen)度區間，充分保溫(wen)，再(zai)冷(leng)卻到(dao)該鋼(gang)奧氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變(bian)最快的(de)溫(wen)度范圍（俗稱(cheng)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)曲線的(de)鼻子部(bu)分，為700~740℃)充分保溫(wen)，使奧氏(shi)體充分轉(zhuan)(zhuan)變(bian)后空冷(leng)。
等溫退(tui)火可以起到(dao)完全(quan)退(tui)火的(de)作(zuo)用(yong)，而且比完全(quan)退(tui)火縮短(duan)了占(zhan)用(yong)加熱爐(lu)的(de)時間(jian)，提高了效率。
在工作實踐(jian)中還發(fa)現，這類馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的等溫退火對改善不(bu)良(liang)的鍛(duan)造組織，提(ti)高淬火、回火后的力學性能(neng)，特(te)(te)別是提(ti)高沖擊韌性有著特(te)(te)殊的作用。
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，鋼的非平(ping)衡(heng)組(zu)(zu)織(zhi)再次(ci)加熱(re)，發(fa)生奧氏體(ti)轉變(bian)時，新相可能生成球形奧氏體(ti)，也可能生成針形奧氏體(ti)，或(huo)(huo)者(zhe)同時生成兩種奧氏體(ti)。如果轉變(bian)產物以(yi)針形奧氏體(ti)為主，則(ze)在加熱(re)轉變(bian)完(wan)成后(hou)，鍛后(hou)得(de)到(dao)的粗(cu)大(da)的奧氏體(ti)晶(jing)粒組(zu)(zu)織(zhi)會(hui)得(de)到(dao)恢復并造成組(zu)(zu)織(zhi)遺傳(chuan)。可想而知，這種具有粗(cu)大(da)的或(huo)(huo)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)的奧氏體(ti)，在淬(cui)火冷(leng)卻時必然得(de)到(dao)粗(cu)大(da)的或(huo)(huo)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)的馬氏體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，經回火后(hou)，獲得(de)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)索氏體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，這必將引(yin)起力(li)學性能，特別是(shi)沖擊韌性的降(jiang)低。
基于(yu)這種分析，我們將這批(pi)泵軸重(zhong)新進行了等溫退(tui)火處理，獲得(de)了鐵素(su)體和碳化(hua)物的平衡組織。
經等(deng)溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)的泵軸再用(yong)原淬火(huo)(huo)、回(hui)(hui)火(huo)(huo)工(gong)藝處理后（（970±10)℃加(jia)熱(re)保溫(wen)后油(you)(you)冷，（685±10)℃加(jia)熱(re)保溫(wen)后油(you)(you)冷），力(li)學性能完全(quan)達到(dao)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(bie)(bie)為79.0J、74J和(he)74J,平(ping)均為75.7J.未(wei)經等(deng)溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)的淬火(huo)(huo)、回(hui)(hui)火(huo)(huo)組織和(he)經等(deng)溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)后的淬火(huo)(huo)、回(hui)(hui)火(huo)(huo)組織分別(bie)(bie)是圖(tu)(tu)4-11和(he)圖(tu)(tu)4-12。
3. 低(di)溫退火
馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼低(di)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)，有的(de)稱高溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)（嚴格從定義上(shang)來講和作用(yong)(yong)目的(de)方面看，稱高溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)是(shi)不(bu)準確的(de)），是(shi)把鋼加熱(re)到Ac1溫(wen)度(du)(du)以(yi)上(shang)（有時略(lve)低(di)于(yu)Ac1溫(wen)度(du)(du)）至A3溫(wen)度(du)(du)以(yi)下，保(bao)溫(wen)后爐(lu)冷或空冷。這種退(tui)火(huo)(huo)(huo)可(ke)以(yi)使鋼軟化(hua)，便于(yu)加工和消除應力。對(dui)于(yu)改善組織的(de)作用(yong)(yong)遠(yuan)不(bu)如完全退(tui)火(huo)(huo)(huo)和等溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)。
低(di)溫退(tui)火(huo)一般用于較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)或(huo)以后還經淬火(huo)、回火(huo)熱處(chu)理的(de)零部件(jian)。較(jiao)(jiao)大(da)的(de)鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)及應力很大(da)的(de)零部件(jian)毛坯，還是(shi)采用完(wan)全退(tui)火(huo)或(huo)等溫退(tui)火(huo)為好。
1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼低(di)溫(wen)退火溫(wen)度(du)為740~780℃,如果以消除應力為主要目的，可以降低(di)加(jia)熱溫(wen)度(du)至(zhi)700℃左右。保溫(wen)后(hou)一(yi)般爐冷至(zhi)500℃以下出(chu)爐空冷。
低溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)一(yi)般高(gao)(gao)于完全(quan)退(tui)(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)30~40HB,依含碳量不(bu)(bu)同(tong)，可保持在180~230HB.當然，低溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)選擇的(de)(de)溫(wen)度(du)越(yue)高(gao)(gao)，硬(ying)度(du)越(yue)低。圖4-13和圖4-14分別顯(xian)示了1Cr13不(bu)(bu)銹鋼低溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)和完全(quan)退(tui)(tui)火(huo)加熱溫(wen)度(du)、保溫(wen)時間與硬(ying)度(du)的(de)(de)關(guan)系及低溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)與完全(quan)退(tui)(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全(quan)退火后(hou)應保(bao)證的機械性能(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(gang)淬火的主要目(mu)的是要獲得馬(ma)(ma)氏(shi)體組織。即將其(qi)加熱到A3以(yi)上(shang)的一個溫(wen)度范圍，使合金碳(tan)化物充分(fen)溶解，得到碳(tan)與鉻較均(jun)勻(yun)的奧氏(shi)體，然后，以(yi)適當的速度冷卻下來，最終獲得馬(ma)(ma)氏(shi)體組織。
1. 淬(cui)火加熱
Cr13型馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼因含有較高的(de)(de)(de)鉻含量，提(ti)高了相變點Ac3,又因大量的(de)(de)(de)合金碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)存在(zai)，使組(zu)織中的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)和鉻元素(su)分(fen)布不(bu)均(jun)，其在(zai)加(jia)熱過程中擴散速度(du)緩(huan)慢，所以(yi)，為使碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)充(chong)分(fen)溶解(jie)，得到成分(fen)比(bi)較均(jun)勻的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)及冷卻之后得到有足夠(gou)碳(tan)(tan)(tan)、鉻飽(bao)和度(du)的(de)(de)(de)均(jun)勻的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)組(zu)織，這(zhe)類鋼的(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火加(jia)熱溫(wen)度(du)高于碳(tan)(tan)(tan)鋼和合金結(jie)構鋼，即提(ti)高淬(cui)(cui)火加(jia)熱溫(wen)度(du)并(bing)適當(dang)延(yan)長保溫(wen)時間。
該類鋼(gang)導熱(re)(re)性差(cha)，特別(bie)是在較低(di)溫(wen)度時(shi)，導熱(re)(re)性更差(cha)，為防(fang)止加(jia)(jia)熱(re)(re)過程中產生(sheng)裂紋，保證零件的內(nei)外溫(wen)差(cha)較小，在淬火(huo)加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)應控制加(jia)(jia)熱(re)(re)速度，或(huo)先行預(yu)熱(re)(re)。根(gen)據經驗，在750℃以前，升溫(wen)速度應不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，因它(ta)們的含(han)碳量(liang)不(bu)同，原始(shi)組織存在差異(yi)，所(suo)以，各自的淬火加熱溫(wen)度略有不(bu)同。
1Cr13不(bu)銹鋼由于含(han)碳量較低(di)，加熱到淬火(huo)溫度(du)時，仍處于奧氏體和鐵(tie)素體兩(liang)相區的(de)(de)邊緣部分，組織(zhi)中會(hui)含(han)有(you)一定量的(de)(de)鐵(tie)素體，見圖4-15。
淬火(huo)冷(leng)卻(que)后，這(zhe)部分(fen)未溶鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)保留在(zai)淬火(huo)鋼(gang)組(zu)織(zhi)中。鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)量的(de)(de)(de)(de)多少，首先與含(han)碳量有關，見圖4-16.此外，鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)量及鉬、硅(gui)的(de)(de)(de)(de)殘存量均產(chan)生影響(xiang)。淬火(huo)鋼(gang)中鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)，對(dui)硬度、機械(xie)性能，尤(you)其是沖(chong)擊韌(ren)性會(hui)產(chan)生不良影響(xiang)，所以，在(zai)對(dui)有較高機械(xie)性能要求的(de)(de)(de)(de)零件(jian)選(xuan)用1Cr13鋼(gang)時，應(ying)特殊提(ti)出成分(fen)控(kong)制條件(jian)。生產(chan)實(shi)(shi)(shi)踐中發(fa)現，盡管1Cr13鋼(gang)成分(fen)都在(zai)標(biao)準的(de)(de)(de)(de)合格范圍內，但當實(shi)(shi)(shi)際含(han)碳量低于(yu)0.11%,鉻(ge)量處(chu)于(yu)上限(xian)(xian)時（＞13%)組(zu)織(zhi)中的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)量可達到(dao)15%~20%,而(er)實(shi)(shi)(shi)際含(han)碳量控(kong)制在(zai)0.12%~0.15%,含(han)鉻(ge)量在(zai)下限(xian)(xian)時（＜12%),則(ze)組(zu)織(zhi)中的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)量可小于(yu)5%。
淬火加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)對組織中(zhong)(zhong)的(de)鐵素(su)體(ti)含(han)量(liang)也產生(sheng)影響。從圖(tu)4-16可(ke)見，在(zai)(zai)成分一定(ding)時，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)在(zai)(zai)950~1100℃區間內，鐵素(su)體(ti)量(liang)保持在(zai)(zai)較低范(fan)圍。隨著(zhu)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)升高(gao)，鐵素(su)體(ti)量(liang)明顯增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。所以，在(zai)(zai)材料標準(zhun)中(zhong)(zhong)推(tui)薦的(de)1Cr13 鋼淬火加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)為950~1000℃,但在(zai)(zai)實際生(sheng)產中(zhong)(zhong)，為保證碳及合金(jin)元素(su)的(de)充分溶解(jie)，常(chang)取淬火加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)在(zai)(zai)1000~1050℃.更高(gao)的(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)會引起組織中(zhong)(zhong)的(de)鐵素(su)體(ti)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)及晶粒長大(da)。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼相(xiang)對(dui)于(yu)1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼來說，有更高的(de)含碳量，一般情況下，淬火(huo)(huo)后(hou)組織中(zhong)不(bu)會(hui)存在(zai)鐵(tie)素(su)體，淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫度的(de)確定主要是保證鋼中(zhong)的(de)碳化物(wu)能充(chong)分溶解于(yu)奧氏體中(zhong)，以保證淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后(hou)獲(huo)得理想的(de)機械性(xing)能和耐腐蝕性(xing)。實踐(jian)證明，2Cr13、3Cr13鋼淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫度選擇在(zai)980~1000℃且充(chong)分保溫即可，實際生產中(zhong)的(de)加(jia)熱(re)溫度略提(ti)高一些，2Cr13淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫度通(tong)常取1000~1030℃,而3Cr13鋼中(zhong)碳化物(wu)偏多，實際生產中(zhong)淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫度取1020~1050℃即可。
更(geng)高的淬火加熱(re)溫度不宜采用(yong)(yong)，因為更(geng)高的溫度會引起奧氏體晶粒粗大，帶來不良作用(yong)(yong)，見(jian)圖4-17。
淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)更高還會引起(qi)淬火(huo)(huo)硬度(du)下降，見圖4-18,這主要是由于合金(jin)元素和(he)碳的過分(fen)溶解，增加(jia)了奧氏體的穩定性，淬火(huo)(huo)后會存在較多的殘(can)留奧氏體的原因。
2. 淬火(huo)冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較(jiao)高含鉻(ge)量(liang)的作用(yong)，使高溫奧氏(shi)(shi)體較(jiao)穩(wen)定，等溫轉變曲(qu)線右(you)移。見圖4-19和圖4-20及(ji)圖4-9.在(zai)冷(leng)卻過程中不易發生珠光體和貝氏(shi)(shi)體轉變，降低(di)了臨(lin)界(jie)冷(leng)卻速(su)度(du)，見圖4-21.在(zai)較(jiao)低(di)的冷(leng)卻速(su)度(du)條件下，即可進行馬氏(shi)(shi)體轉變，獲得馬氏(shi)(shi)體組織(zhi)，采用(yong)空冷(leng)或油冷(leng)均可得到較(jiao)高的淬火硬度(du)。
但油冷卻比空(kong)氣冷卻的(de)(de)鋼在調(diao)質硬度和強度相同(tong)的(de)(de)情況下，有更好的(de)(de)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。所以，在實(shi)際生(sheng)產(chan)中，對(dui)(dui)于截面尺寸較(jiao)大(da)的(de)(de)零(ling)件或對(dui)(dui)機械性(xing)(xing)能(neng)，尤其是塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)要求較(jiao)高的(de)(de)零(ling)件，最好采用油冷，對(dui)(dui)于較(jiao)小零(ling)件和形狀復雜(za)，易產(chan)生(sheng)淬火裂紋(wen)的(de)(de)零(ling)件可采用空(kong)冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的臨界(jie)點（近似值）見表(biao)4-6。
三、回火(huo)
1Cr13、2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)淬火(huo)冷(leng)卻(que)后(hou)，獲得(de)以馬(ma)氏體為(wei)基(ji)體的(de)(de)組(zu)織，因其固溶了碳(tan)，使(shi)晶格扭曲(qu)，存在較大的(de)(de)應(ying)力，組(zu)織不(bu)夠穩定，不(bu)能(neng)直(zhi)接應(ying)用，淬火(huo)后(hou)必須經(jing)回火(huo)再使(shi)用。
這三(san)種牌(pai)號(hao)的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)普遍(bian)應用(yong)(yong)于制造機(ji)械構件(jian)，要(yao)(yao)求(qiu)具有良好的(de)綜合機(ji)械性(xing)能(neng)(neng)(neng)和一定的(de)耐腐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)，一般淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)再(zai)經高(gao)溫(wen)回火(huo)(huo)，即(ji)調質熱處理(li)狀態下(xia)使用(yong)(yong)。回火(huo)(huo)溫(wen)度可(ke)根據強韌性(xing)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)選定在550~750℃之間，回火(huo)(huo)后(hou)的(de)基體(ti)組(zu)織為(wei)索氏(shi)(shi)體(ti)，有的(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)是保留淬(cui)火(huo)(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)位(wei)向(xiang)的(de)板條狀或(huo)粒狀索氏(shi)(shi)體(ti)。1Cr13鋼(gang)回火(huo)(huo)組(zu)織中還(huan)可(ke)能(neng)(neng)(neng)存(cun)在有淬(cui)火(huo)(huo)加熱時未溶的(de)鐵素體(ti)。見圖4-22。
對(dui)于(yu)(yu)3Cr13不(bu)銹鋼，已(yi)屬于(yu)(yu)共析(xi)鋼，淬火(huo)(huo)后可(ke)獲(huo)得(de)很(hen)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)，也(ye)常用(yong)于(yu)(yu)制造有高(gao)(gao)(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)，高(gao)(gao)(gao)耐磨性能要(yao)求的(de)(de)(de)零部件，如(ru)軸套、擋(dang)套、密封環等。這時可(ke)采(cai)用(yong)較(jiao)低溫度(du)(du)的(de)(de)(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)或者表面淬火(huo)(huo)后低溫回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)，依據(ju)對(dui)使用(yong)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)要(yao)求，回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)溫度(du)(du)確(que)定在200~350℃之(zhi)間，可(ke)獲(huo)得(de)40~55HRC的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)。而(er)400~550℃之(zhi)間的(de)(de)(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)，由于(yu)(yu)組織中會(hui)析(xi)出彌(mi)散度(du)(du)很(hen)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)合金碳(tan)化物，耐腐蝕性降(jiang)低，并產生較(jiao)大的(de)(de)(de)脆(cui)性，所以一般不(bu)推薦采(cai)用(yong)，只(zhi)有用(yong)其制作彈性元件時，才采(cai)用(yong)這一區間的(de)(de)(de)溫度(du)(du)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)，如(ru)3Cr13不(bu)銹鋼用(yong)于(yu)(yu)制造彈簧時，淬火(huo)(huo)油冷后在450℃左右(you)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)，可(ke)保持硬(ying)(ying)度(du)(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度(du)與硬度(du)之(zhi)間的(de)關系曲線(xian)見(jian)圖(tu)4-23~圖(tu)4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬(ying)度(du)要(yao)求選(xuan)定的回火(huo)溫度(du)范圍(wei)見表4-7。
這三種鋼的回火(huo)冷(leng)卻一般采用空(kong)冷(leng)，如果對(dui)韌性有更高(gao)的要求時，也可采用油(you)冷(leng)卻，特(te)別是2Cr13鋼油(you)冷(leng)比空(kong)冷(leng)的韌性有較大幅度的提高(gao)。
四、熱處理時需要注意的(de)一些(xie)問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成(cheng)分(fen)中碳含量的控制(zhi)問題
在一些不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)標(biao)(biao)準中，對(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)標(biao)(biao)注為(wei)不(bu)大于(yu)0.15%,這(zhe)種對(dui)碳(tan)量(liang)(liang)無下(xia)限(xian)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)為(wei)實際生產(chan)帶來(lai)了(le)(le)麻煩，主要(yao)反(fan)映(ying)在熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)和(he)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)質(zhi)量(liang)(liang)上。眾(zhong)所周(zhou)知，碳(tan)與(yu)硫、磷等有(you)(you)害元素(su)(su)(su)不(bu)同(tong)，硫、磷控(kong)(kong)制(zhi)得越低(di)越好(hao)，而(er)碳(tan)在馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼中的(de)(de)(de)雙重(zhong)作用(yong)決(jue)定了(le)(le)其(qi)含(han)量(liang)(liang)應有(you)(you)上限(xian)和(he)下(xia)限(xian)控(kong)(kong)制(zhi)，否則將(jiang)滿足不(bu)了(le)(le)使用(yong)要(yao)求。當1Cr13(ZG1Cr13)中的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)低(di)于(yu)0.09%,而(er)鉻(ge)又是標(biao)(biao)準中的(de)(de)(de)中、上限(xian)時，組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中會(hui)存在較(jiao)多(duo)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，這(zhe)不(bu)僅(jin)保證不(bu)了(le)(le)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)后的(de)(de)(de)機械性能(neng)，韌性很差(cha)，還會(hui)對(dui)復(fu)雜零件(jian)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)生產(chan)產(chan)生不(bu)利(li)作用(yong)。在工廠鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)生產(chan)的(de)(de)(de)ZG1Cr13葉輪中，就多(duo)次出現過因碳(tan)含(han)量(liang)(liang)低(di)而(er)造(zao)(zao)(zao)成的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)問題。比如，有(you)(you)一批(pi)ZG1Cr13泵葉輪經調(diao)質(zhi)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)后，機械性能(neng)達不(bu)到指標(biao)(biao)，特別(bie)是沖擊(ji)韌性很低(di)，而(er)且在葉輪開口部(bu)位葉片與(yu)蓋板相(xiang)連接處(chu)根部(bu)產(chan)生裂紋，經過金相(xiang)分析，組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中含(han)有(you)(you)近20%左右的(de)(de)(de)塊狀(zhuang)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，裂紋恰恰起(qi)源于(yu)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)塊處(chu)，這(zhe)是因為(wei)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)強度(du)低(di)于(yu)基體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，在鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)和(he)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)應力(li)的(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)，成為(wei)薄弱(ruo)點而(er)產(chan)生裂紋。后經對(dui)這(zhe)批(pi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)成分復(fu)查，其(qi)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)只達0.07%,鉻(ge)為(wei)13.58%,硅為(wei)0.8%,正是由于(yu)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)過低(di)而(er)鉻(ge)、硅偏上限(xian)，致使鋼組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中產(chan)生了(le)(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，并(bing)導致性能(neng)降低(di)和(he)產(chan)生鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)裂紋。熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)裂紋。后將(jiang)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)(zao)葉輪ZG1Cr13的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)控(kong)(kong)制(zhi)為(wei)不(bu)低(di)于(yu)0.10%,最佳(jia)控(kong)(kong)制(zhi)范圍為(wei)0.12%~0.14%,再沒發生過同(tong)類質(zhi)量(liang)(liang)問題。
2. 回火脆性問(wen)題
關于Cr13型馬氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)回火脆(cui)性(xing)(xing)問題還缺乏系(xi)統的(de)研究，一般認為其存在(zai)回火脆(cui)性(xing)(xing)，特別是(shi)2Cr13鋼(gang)(gang)回火脆(cui)性(xing)(xing)更敏感一些(xie)。這幾(ji)種鋼(gang)(gang)應用(yong)(yong)于制造(zao)機械構件時(shi)，常在(zai)調質狀(zhuang)態(tai)下使(shi)用(yong)(yong)，對第二類(lei)回火脆(cui)性(xing)(xing)尤應注意(yi)，當要(yao)求有高韌性(xing)(xing)時(shi)，回火時(shi)應采(cai)用(yong)(yong)油冷(leng)。表4-8顯示了(le)不同回火冷(leng)卻(que)方(fang)法(fa)對2Cr13鋼(gang)(gang)沖擊韌性(xing)(xing)的(de)影響(xiang)。
3. 3Cr13 鋼淬(cui)火裂紋(wen)問題
在馬(ma)(ma)氏體不銹鋼(gang)中(zhong)，3Cr13鋼(gang)的(de)含碳量(liang)較高，淬火冷卻，特別是(shi)油冷時會產生較大的(de)淬火應力，其(qi)馬(ma)(ma)氏體轉變溫度(du)又(you)低(di)，易產生淬火裂(lie)紋(wen)。所以，3Cr13鋼(gang)淬火時，應注意防止裂(lie)紋(wen)的(de)發(fa)生。可采取以下(xia)一些措施。
①. 盡量在(zai)粗加(jia)工后(hou)淬火(huo)
因為(wei)鍛造或軋制坯(pi)件的表面(mian)可(ke)能存在細紋、劃痕(hen)等、將成(cheng)為(wei)淬火應力集中點(dian)和淬火裂紋的誘(you)因。如粗加(jia)工確(que)實有困難，可(ke)用(yong)砂輪等工具磨掉(diao)表面(mian)缺陷(xian)。
②. 控(kong)制淬火加熱速(su)度
這(zhe)類(lei)鋼一(yi)般都是塑(su)性差、導熱性不好(hao)。淬火加熱速(su)度(du)(du)過快，表面(mian)(mian)(mian)與(yu)心部溫(wen)差增大(da)，在表面(mian)(mian)(mian)層(ceng)已發生奧(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)時，內層(ceng)還處于較低(di)溫(wen)度(du)(du)的低(di)塑(su)性狀態(tai)，這(zhe)樣，表面(mian)(mian)(mian)層(ceng)因(yin)奧(ao)氏(shi)轉(zhuan)變(bian)(bian)體(ti)積變(bian)(bian)小收(shou)縮，受到內層(ceng)制約，產生拉應力，當拉應力超過材料破(po)斷(duan)強(qiang)度(du)(du)時，即產生裂紋。因(yin)此，可采用預(yu)熱（500~700℃)或(huo)在低(di)溫(wen)段控制升溫(wen)速(su)度(du)(du)不大(da)于80℃/h,800℃后再提(ti)高(gao)升溫(wen)速(su)度(du)(du)等方法。
③. 控制淬火油冷卻時的工件出油溫度。
這類(lei)材(cai)料因(yin)合(he)金元素高(gao)，馬(ma)氏體(ti)轉變溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)又(you)低，如果(guo)淬(cui)(cui)火冷卻時(shi)間長，會增加淬(cui)(cui)火應(ying)力而產(chan)(chan)生淬(cui)(cui)火裂(lie)紋，特(te)別是截面較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)零件(jian)(jian)，有時(shi)心(xin)部原始(shi)(shi)組織的(de)(de)缺陷比表(biao)(biao)面嚴重(zhong)，加大(da)(da)了(le)淬(cui)(cui)火產(chan)(chan)生裂(lie)紋的(de)(de)可能(neng)性。可適當減緩(huan)工件(jian)(jian)的(de)(de)冷卻速度(du)(du)(du)(du)。如控制(zhi)工件(jian)(jian)出油時(shi)的(de)(de)表(biao)(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，一般控制(zhi)在馬(ma)氏體(ti)開(kai)始(shi)(shi)轉變溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)以(yi)(yi)下(xia)150~200℃,或(huo)表(biao)(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)不(bu)高(gao)于(yu)50~80℃.對于(yu)大(da)(da)型工件(jian)(jian)，心(xin)部溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)較(jiao)高(gao)，熱量(liang)還會向(xiang)表(biao)(biao)面傳遞，可采用油－空氣(qi)－油－空氣(qi)交(jiao)替冷卻的(de)(de)方式，以(yi)(yi)減緩(huan)淬(cui)(cui)火應(ying)力。
在(zai)(zai)高碳馬氏體(ti)鋼(gang)油(you)淬火(huo)冷卻時，還應注意的(de)(de)一(yi)個問題是(shi)適(shi)當控(kong)制油(you)的(de)(de)攪(jiao)動速(su)度。在(zai)(zai)保證油(you)溫(wen)不大于80℃和不發生火(huo)災(zai)的(de)(de)條件下(xia)，不必盲(mang)目追求和加(jia)大油(you)的(de)(de)冷卻效果(guo)，試驗研究表(biao)明機械油(you)在(zai)(zai)特別劇烈攪(jiao)動時的(de)(de)淬火(huo)冷卻能(neng)力會接(jie)近(jin)水的(de)(de)淬火(huo)冷卻能(neng)力，這(zhe)對馬氏體(ti)不銹鋼(gang)來說是(shi)很危險的(de)(de)。這(zhe)種情況也是(shi)有過教訓(xun)的(de)(de)。
④. 淬火后(hou)及時回火
馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻(que)結束后，心部還會(hui)繼續發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)馬(ma)氏體(ti)轉變，不(bu)斷增加淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)，工件(jian)在(zai)(zai)放置過(guo)程中(zhong)(zhong)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)也會(hui)改變其分布方式(shi)，形(xing)成新的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)點(dian)，這都可能使淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)工件(jian)在(zai)(zai)放置過(guo)程中(zhong)(zhong)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)開裂(lie)，所以，這類鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)及(ji)(ji)時(shi)(shi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)。工件(jian)冷卻(que)到(dao)室溫或用手可長期觸及(ji)(ji)的溫度時(shi)(shi)即可回火(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后最多不(bu)要(yao)超過(guo)8小時(shi)(shi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)進行(xing)回火(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其在(zai)(zai)北(bei)方冬(dong)季更(geng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)注(zhu)意這一(yi)問(wen)題。曾經發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)過(guo)這類事(shi)故，在(zai)(zai)對一(yi)批(pi)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)泵軸淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后，因(yin)設備(bei)不(bu)足，未能及(ji)(ji)時(shi)(shi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)，又恰(qia)逢冬(dong)天，氣(qi)溫較(jiao)低，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后放置15小時(shi)(shi),結果這批(pi)軸全(quan)部開裂(lie)報廢。
