這類鋼實際上是在Cr13型馬氏體不銹鋼的基礎上降低含碳量，加入鎳、鉬元素（在制造鑄件時，為凈化鋼水，降低夾雜物含量等目的，有時適當添加稀土元素）而發展起來的，是具有較高強度、韌性和一定耐腐蝕性的優良鋼種。常用來生產制造重要的軸、殼體鍛件或水輪機葉片、葉輪等鑄件。
該類(lei)鋼所以在(zai)熱處(chu)理后(hou)具有高的強度、塑性(xing)、韌性(xing)，是由其(qi)成分(fen)及熱處(chu)理后(hou)可獲(huo)得的組織(zhi)所決定(ding)的。
該鋼具有低(di)的(de)含碳量，一(yi)般為(wei)不大(da)于(yu)0.07%,有的(de)更低(di)，這就使(shi)鋼淬(cui)(cui)火(huo)后可(ke)獲得(de)低(di)碳馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織。目前，比較普遍的(de)觀點認為(wei)，碳和合金成(cheng)(cheng)分是影(ying)響馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)形(xing)(xing)態(tai)的(de)主(zhu)要因(yin)素，在低(di)碳合金中，淬(cui)(cui)火(huo)后形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)板條狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)，其(qi)內部亞結構以晶體(ti)(ti)內密度很高(gao)的(de)位(wei)(wei)錯為(wei)主(zhu)，因(yin)此，又稱板條狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)為(wei)位(wei)(wei)錯馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。位(wei)(wei)錯產生(sheng)較大(da)的(de)強化(hua)作用，使(shi)板條馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)有較高(gao)的(de)強度。而極(ji)低(di)的(de)含碳量將(jiang)鋼產生(sheng)脆(cui)性的(de)因(yin)素降到最(zui)少(shao)，這又使(shi)其(qi)具有了較高(gao)的(de)韌性。
4%~6%鎳元素的加入，首先促進了奧氏體的穩定性，還減少了由于低碳和鉬元素加入可能引起的增加δ鐵素體的作用，降低了鋼的相變點。據測試，鍛造的0Cr13Ni4Mo材料的Ac1溫度比0Cr13或1Cr13的Ac1溫度降低約200℃,依具體成分的不同，在550~630℃之間。Ms點溫度降低100~150℃,為220~260℃。
Ac1點溫度的降低，可使這類鋼淬火后在略高于Ac,溫度回火，獲得具有保留板條馬氏體位向的索氏體基體上分布一定量的誘導奧氏體，提高了材料的塑性、韌性。
Ms點的降低，雖然對轉變組織的性能有不利影響，但是對這種成分不銹鋼的不利作用已難以顯現。
這類(lei)鋼的淬透性好(hao)，0Cr13Ni4Mo鍛件在ф400mm軸的斷面檢定，表面至(zhi)中心(xin)的硬度差(cha)不大于50HB.
這(zhe)類鋼幾個典(dian)型牌號的成(cheng)分及機械性能標準見表4-13和表4-14。
這(zhe)類鋼(gang)常見(jian)的熱處理方(fang)式有退火(huo)和淬火(huo)回火(huo)。
1. 退火(huo)
這類鋼的合金成分構成促進了奧氏體的穩定化，使鋼具有較強的空冷自硬性。有試驗表明，在高溫加熱后，即使以緩慢速度冷卻，組織中也會存在一定量的貝氏體和馬氏體并保持高的硬度。試驗還表明，只有將其加熱到Ac1或略高于Ac1溫度，保溫后空冷或爐冷，可獲得240~270HBS的硬度，組織為鐵素體和。碳化物的混合物，并存在一定量的誘導奧氏體。見圖4-36。
因此，這類鋼(gang)的鍛后(hou)或鑄后(hou)退火加熱溫度可選(xuan)用620~660℃.單件保溫時間按1~1.2min/mm考慮。
退火冷卻可采用空冷或爐冷方式。
2. 0Cr13Ni4Mo鍛件的(de)淬火(huo)和回火(huo)
雖然0Cr13Ni4Mo馬氏體不銹鋼的Ac3點溫度較低，810~830℃,但含有較高的合金元素鉻、鎳，為保證合金碳化物充分溶解和奧氏體內成分的均勻化，淬火溫度應高些。試驗表明，淬火溫度在980~1040℃區間是合適的，回火后可獲得高強度和塑韌性。與在低于980℃淬火效果相比，在相同韌性條件下，有更高的強度。淬火溫度高于1100℃,會產生較多的殘留奧氏體。同時有晶粒長大的危險。
由于(yu)奧氏(shi)體(ti)較穩定(ding)，采用空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)也可以獲得(de)足(zu)夠(gou)的馬(ma)氏(shi)體(ti)和(he)高的硬(ying)度。但為(wei)保證更高的淬透性和(he)強韌性，建議采用油冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻率火。對(dui)于(yu)大鍛(duan)件油冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻時(shi)(shi)，應(ying)適當控(kong)制出油溫(wen)度，防止淬火應(ying)力過大而產生裂(lie)紋(wen)。也可以采用油冷(leng)(leng)(leng)(leng)－空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)－油冷(leng)(leng)(leng)(leng)－空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的間斷(duan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方式。出油時(shi)(shi)表(biao)面(mian)溫(wen)度控(kong)制在100℃左右(you)即可。淬火冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻后，應(ying)及時(shi)(shi)回火。
0Cr13Ni4Mo鋼雖然淬火后獲得了具有較好塑韌性的板條狀馬氏體組織，也應回火后使用，以消除應力，穩定組織，進一步提高塑韌性。試驗研究結果表明，淬火后在200~300℃溫度回火，即可得到較高的強度和塑性、韌性，但硬度稍高，應力消除不多，馬氏體形態無太大變化。在350~500℃區間加熱回火，在強度、塑性、硬度沒有大的變化的情況下，沖擊韌性顯著下降。這是由于在此溫度區間，有鉻的碳化物析出，形成了脆性區。進一步提高回火溫度至500~600℃,沖擊韌性開始回升；強度有下降的趨勢。在570~620℃回火，鋼的強韌性達到最佳配合。組織為具有板條狀馬氏體形態的索氏體，硬度為250~280HB.如果再提高溫度，可能超過Ac1溫度更多，不僅引起板條狀組織粗化，還可能發生奧氏體轉變，這部分奧氏體不同于誘導奧氏體，其在以后的回火冷卻過程中發生馬氏體轉變，引起鋼的硬度、強度上升，沖擊韌性又有下降的趨勢。
在具(ju)體(ti)應用中(zhong)，可根據所制零件(jian)使用條件(jian)和對性能要(yao)求的不同確(que)定回火(huo)(huo)溫度，一般結構件(jian)，如軸、殼體(ti)等，均采用580~620℃回火(huo)(huo)。
3. ZG0Cr13Ni6MoRE 鑄件的淬火、回火
ZG0Cr13Ni6MoRE 比0Cr13Ni4Mo的相變點更低（因為鎳含量更高），表4-13中的ZG0Cr13Ni6MoRE 成分鋼的相變點為：Ac1,540~550℃;Ac3,720~740℃;Ms，150~170℃,Mf,30～40℃。
淬火、回火的工(gong)藝(yi)過程(cheng)、特(te)點基本上與0Cr13Ni4Mo相似。但由于這類材料目前大多應用于制造大型水(shui)輪機葉片、葉輪等零部件，所以，在具體(ti)的熱處理生(sheng)產(chan)中，又有需要注意之處。特(te)別是(shi)在回火工(gong)序(xu)。
考慮鑄(zhu)件(jian)成分、組(zu)織(zhi)不均勻的特點(dian)，其(qi)淬火(huo)溫度相對更高一(yi)些，通常取1020~1070℃,組(zu)織(zhi)基本處于奧(ao)氏體狀態，且可(ke)保證晶粒(li)不至于粗大，能保持在4~5級晶粒(li)。如(ru)果超過1100℃則會引起晶粒(li)長大。
由于奧氏體較穩定，奧氏體化后采用風冷、空冷均可獲得馬氏體組織，因其馬氏體轉變終了溫度M1點較低，淬火冷卻應充分，以保證心部，特別是大型鑄件的心部獲得淬火組織。由于鑄造成分、組織的不均勻性，在淬火組織中也可能存在少量鐵素體或殘留奧氏體。
ZG0Cr13Ni6MoRE 鋼(gang)的回(hui)火應該(gai)特別注意(yi)：
經研究證明，這種鋼由于相變點低，存在較大量的碳化物形成元素鉻，提高了淬火組織的回火穩定性，所以，如果在Ac1點以下溫度回火，因回火溫度較低，不能使馬氏體充分分解，韌性不高，硬度沒有明顯下降、軟化，達不到回火的目的。因此，這種鋼的回火溫度應高于Ac1點溫度，一般在580~620℃之間加熱回火。超過Ac1溫度的回火，組織中除具有淬火板條馬氏體位向的索氏體，還有15%~30%的誘導奧氏體。誘導奧氏體很穩定，在回火冷卻過程中不發生轉變而被保留下來，這部分誘導奧氏體的存在，增加了鋼的強韌性。
試驗研究表(biao)明，在這(zhe)個溫度(du)區間上限回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，如在620℃或更高(gao)一(yi)些溫度(du)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，組織中(zhong)還會(hui)存在一(yi)部分新(xin)生(sheng)(sheng)的(de)奧(ao)氏(shi)體（不(bu)同于誘(you)導(dao)奧(ao)氏(shi)體），這(zhe)部分新(xin)生(sheng)(sheng)的(de)奧(ao)氏(shi)體穩定性差，在回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)冷卻中(zhong)大部分會(hui)發生(sheng)(sheng)馬(ma)氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變(bian)，使回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)硬度(du)上升。新(xin)生(sheng)(sheng)奧(ao)氏(shi)體如果(guo)有一(yi)部分不(bu)發生(sheng)(sheng)馬(ma)氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變(bian)而殘(can)留下來，這(zhe)部分殘(can)留奧(ao)氏(shi)體可能對(dui)材(cai)料的(de)屈(qu)服強度(du)產生(sheng)(sheng)積(ji)極的(de)影響，并提高(gao)材(cai)料的(de)屈(qu)強比(bi)。如果(guo)在回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)過程中(zhong)，新(xin)生(sheng)(sheng)奧(ao)氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)馬(ma)氏(shi)體，會(hui)對(dui)鋼(gang)(gang)的(de)塑(su)韌性有不(bu)利的(de)作用，為(wei)此，這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)可進行第(di)二次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，第(di)二次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)應(ying)于第(di)一(yi)次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)20~30℃,取550~560℃加(jia)(jia)(jia)熱，第(di)二次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)，第(di)一(yi)次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)產生(sheng)(sheng)的(de)馬(ma)氏(shi)體被回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，加(jia)(jia)(jia)之誘(you)導(dao)奧(ao)氏(shi)體會(hui)略有增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，使鋼(gang)(gang)的(de)強韌性更優于第(di)一(yi)次(ci)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)的(de)效果(guo)。特別是鋼(gang)(gang)的(de)屈(qu)服強度(du)明顯提高(gao)，使鋼(gang)(gang)的(de)屈(qu)強比(bi)增(zeng)大。見表(biao)4-15。
從表4-15可(ke)見(jian)，ZG0Cr13Ni6MoRE鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后二次(ci)回火(huo)(huo)(huo)與－次(ci)回火(huo)(huo)(huo)比較，在(zai)破斷強(qiang)度基本(ben)相同的情況下，屈(qu)服強(qiang)度有明顯的提高，屈(qu)強(qiang)比提高，塑性也(ye)略有提高。
這類鋼作為鑄件，相對于同等成分的鍛件，可能存在一些差異，比如，在鑄件生產時，為考慮流動性及有利于生產，硅等元素可能偏高，又因成分、組織的不均勻性，可能在熱處理后鑄件組織中有少量的δ鐵素體，如果δ鐵素體含量不超過5%~8%,對鑄件性能不會產生明顯的影響。另外，對于大截面鑄件，為少成分組織的不均勻性，可在鑄后進行一次擴散退火處理，擴散退火的溫度可在1100~1120℃,充分保溫后爐冷。
這類馬(ma)氏體不(bu)銹鋼熱處理時應注意的(de)問題見ZG1Cr13Ni的(de)相關(guan)部分。
