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)退火(huo)可改善鋼(gang)材鍛造、軋(ya)制、鑄造等(deng)加工后可能存(cun)在(zai)的(de)不良(liang)組織，并為以后淬火(huo)、回火(huo)熱處(chu)理提供良(liang)好的(de)組織保證；可以完(wan)全(quan)消除各種應力，降(jiang)低硬(ying)度(du)，便(bian)于(yu)加工。
鍛軋(ya)態的1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼經完全退火(huo)后，硬度分(fen)別不(bu)大于150HB,180HB和(he)210HB.
一(yi)些對機械(xie)性能、耐腐蝕(shi)性能要求不高的零部件可(ke)以在完全退火狀(zhuang)態下(xia)使用。
2. 等溫退火
等(deng)溫(wen)(wen)退火是把鋼加熱(re)到奧(ao)氏體化溫(wen)(wen)度（一般采用850~880℃),也(ye)可以將鋼材鍛造(zao)或鑄造(zao)后(hou)(hou)冷(leng)卻(que)到這一溫(wen)(wen)度區間，充分(fen)保(bao)溫(wen)(wen)，再冷(leng)卻(que)到該鋼奧(ao)氏體轉(zhuan)變最快(kuai)的溫(wen)(wen)度范圍(wei)（俗稱(cheng)轉(zhuan)變曲線的鼻子部分(fen)，為700~740℃)充分(fen)保(bao)溫(wen)(wen)，使奧(ao)氏體充分(fen)轉(zhuan)變后(hou)(hou)空(kong)冷(leng)。
等溫退(tui)火(huo)可以(yi)起到完全(quan)退(tui)火(huo)的(de)作(zuo)用，而且比完全(quan)退(tui)火(huo)縮短了占用加熱爐的(de)時間，提(ti)高(gao)了效(xiao)率(lv)。
在(zai)工作實踐中還發現，這類馬氏體不銹(xiu)鋼的(de)等溫退(tui)火(huo)對改(gai)善不良的(de)鍛造組織(zhi)，提高淬火(huo)、回火(huo)后(hou)的(de)力學性(xing)能，特(te)別是提高沖(chong)擊韌性(xing)有著(zhu)特(te)殊的(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(fei)平衡組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)再次(ci)加熱，發生(sheng)(sheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)時，新(xin)相(xiang)可(ke)能(neng)生(sheng)(sheng)成(cheng)球形奧(ao)氏(shi)體(ti)，也可(ke)能(neng)生(sheng)(sheng)成(cheng)針形奧(ao)氏(shi)體(ti)，或者同時生(sheng)(sheng)成(cheng)兩種奧(ao)氏(shi)體(ti)。如果(guo)轉(zhuan)變(bian)產物以針形奧(ao)氏(shi)體(ti)為主，則在加熱轉(zhuan)變(bian)完成(cheng)后，鍛后得(de)到的(de)粗大(da)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)晶粒組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)會(hui)得(de)到恢復并(bing)造成(cheng)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)遺傳。可(ke)想而知，這(zhe)種具有粗大(da)的(de)或不(bu)均勻(yun)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)，在淬火(huo)冷(leng)卻(que)時必(bi)然得(de)到粗大(da)的(de)或不(bu)均勻(yun)的(de)馬氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)，經回火(huo)后，獲得(de)不(bu)均勻(yun)索氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)，這(zhe)必(bi)將引起力學(xue)性(xing)能(neng)，特別是沖擊韌性(xing)的(de)降低。
基于(yu)這種分析，我(wo)們將這批(pi)泵軸重新進行了等溫(wen)退火(huo)處理，獲得了鐵素(su)體和碳化物的平衡組(zu)織。
經(jing)等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)的泵軸再用原淬火(huo)(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)(huo)工藝處理后(hou)(hou)（（970±10)℃加(jia)熱(re)(re)保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)油冷，（685±10)℃加(jia)熱(re)(re)保溫(wen)(wen)后(hou)(hou)油冷），力(li)學性(xing)能完全達到(dao)技(ji)術(shu)要(yao)求，實檢性(xing)能：Rm為790N/m㎡;R0.2為660N/m㎡;A為22%;Z為66%;Av,三個試樣分(fen)別(bie)為79.0J、74J和74J,平均為75.7J.未經(jing)等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)的淬火(huo)(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)(huo)組織和經(jing)等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)的淬火(huo)(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)(huo)組織分(fen)別(bie)是圖4-11和圖4-12。
3. 低溫退火(huo)
馬氏體不(bu)銹鋼低(di)溫(wen)退火，有的稱高(gao)(gao)溫(wen)回火（嚴(yan)格從定義上(shang)來講和(he)作用目的方面看，稱高(gao)(gao)溫(wen)回火是(shi)不(bu)準確的），是(shi)把鋼加熱到Ac1溫(wen)度以上(shang)（有時(shi)略低(di)于(yu)Ac1溫(wen)度）至(zhi)A3溫(wen)度以下，保溫(wen)后爐冷或空冷。這(zhe)種退火可(ke)以使鋼軟化，便于(yu)加工和(he)消除應力。對于(yu)改(gai)善組織的作用遠不(bu)如完全(quan)退火和(he)等溫(wen)退火。
低溫退(tui)火一(yi)般用(yong)于(yu)較(jiao)小(xiao)的(de)鑄件(jian)、鍛件(jian)或以后還經淬火、回(hui)火熱處理的(de)零部件(jian)。較(jiao)大的(de)鑄件(jian)、鍛件(jian)及應力很(hen)大的(de)零部件(jian)毛坯，還是采用(yong)完全(quan)退(tui)火或等溫退(tui)火為好。
1Cr13不銹鋼、2Cr13不銹鋼、3Cr13不銹鋼低溫(wen)退火溫(wen)度(du)為740~780℃,如(ru)果以(yi)(yi)消除應力為主要(yao)目的(de)，可以(yi)(yi)降低加熱溫(wen)度(du)至(zhi)700℃左右。保溫(wen)后一般爐冷至(zhi)500℃以(yi)(yi)下出(chu)爐空冷。
低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)退(tui)火(huo)后(hou)的硬(ying)(ying)度(du)一(yi)般高于(yu)完全退(tui)火(huo)后(hou)的硬(ying)(ying)度(du)30~40HB,依(yi)含碳量(liang)不同，可保持在180~230HB.當然，低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)退(tui)火(huo)選擇(ze)的溫(wen)(wen)(wen)度(du)越(yue)高，硬(ying)(ying)度(du)越(yue)低(di)(di)。圖4-13和圖4-14分別顯示了1Cr13不銹鋼低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)退(tui)火(huo)和完全退(tui)火(huo)加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)、保溫(wen)(wen)(wen)時間與(yu)硬(ying)(ying)度(du)的關(guan)系(xi)及低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)退(tui)火(huo)與(yu)完全退(tui)火(huo)后(hou)的硬(ying)(ying)度(du)差(cha)異。
1Cr13、2Cr13 鋼(gang)(gang)和3Cr13鋼(gang)(gang)完(wan)全退火(huo)后應保證(zheng)的(de)機械性(xing)能見(jian)表4-4,實測性(xing)能見(jian)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鋼淬火的(de)(de)主(zhu)要(yao)目的(de)(de)是要(yao)獲(huo)得馬氏(shi)體(ti)(ti)組織。即(ji)將其加(jia)熱到A3以上的(de)(de)一個溫度范圍，使合(he)金碳化物充分溶(rong)解，得到碳與(yu)鉻較均勻的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)，然后，以適(shi)當的(de)(de)速度冷卻(que)下來，最終獲(huo)得馬氏(shi)體(ti)(ti)組織。
1. 淬火加熱
Cr13型馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)因含有較高的(de)(de)(de)鉻含量(liang)，提高了(le)相變點Ac3,又因大量(liang)的(de)(de)(de)合金碳(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)，使組織中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)和鉻元素分布不均，其在(zai)(zai)加熱過程中(zhong)擴散速度(du)緩慢，所以，為使碳(tan)化物(wu)充(chong)分溶(rong)解，得到(dao)成(cheng)分比較均勻(yun)(yun)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)及冷卻(que)之(zhi)后(hou)得到(dao)有足夠碳(tan)、鉻飽和度(du)的(de)(de)(de)均勻(yun)(yun)的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織，這類(lei)鋼(gang)的(de)(de)(de)淬火加熱溫(wen)度(du)高于碳(tan)鋼(gang)和合金結構(gou)鋼(gang)，即提高淬火加熱溫(wen)度(du)并適當延長保(bao)溫(wen)時間(jian)。
該類鋼導熱(re)(re)性差(cha)(cha)，特(te)別是在較低(di)溫(wen)度時，導熱(re)(re)性更差(cha)(cha)，為防止加熱(re)(re)過(guo)程(cheng)中產生裂紋，保證零件的內外溫(wen)差(cha)(cha)較小，在淬(cui)火加熱(re)(re)時應控制加熱(re)(re)速度，或先行預熱(re)(re)。根據(ju)經驗，在750℃以前，升溫(wen)速度應不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)銹鋼(gang)、2Cr13不(bu)銹鋼(gang)、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)，因它們的含碳(tan)量不(bu)同(tong)，原(yuan)始組織存在差異，所(suo)以，各(ge)自(zi)的淬(cui)火加熱溫度略有不(bu)同(tong)。
1Cr13不銹鋼(gang)由于含碳量(liang)較(jiao)低，加(jia)熱到(dao)淬(cui)火溫度時(shi)，仍處(chu)于奧氏體(ti)和鐵素體(ti)兩相區的邊(bian)緣部分，組織中會含有一(yi)定量(liang)的鐵素體(ti)，見圖4-15。
淬火(huo)冷卻后，這(zhe)部分未溶(rong)鐵素(su)體(ti)保(bao)留在(zai)淬火(huo)鋼(gang)組(zu)織中(zhong)。鐵素(su)體(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)多少(shao)，首先(xian)與含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)有(you)關(guan)，見圖4-16.此外，鉻(ge)(ge)的(de)(de)含量(liang)(liang)及鉬、硅的(de)(de)殘(can)存量(liang)(liang)均產生(sheng)影響(xiang)。淬火(huo)鋼(gang)中(zhong)鐵素(su)體(ti)的(de)(de)存在(zai)，對硬度、機械(xie)(xie)性(xing)能，尤其是(shi)沖擊(ji)韌性(xing)會(hui)產生(sheng)不良影響(xiang)，所以，在(zai)對有(you)較高機械(xie)(xie)性(xing)能要求的(de)(de)零件(jian)選用1Cr13鋼(gang)時，應(ying)特殊提出成(cheng)分控制(zhi)(zhi)條(tiao)件(jian)。生(sheng)產實踐中(zhong)發現，盡管1Cr13鋼(gang)成(cheng)分都在(zai)標準(zhun)的(de)(de)合格范圍(wei)內，但當實際含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)低(di)于(yu)0.11%,鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)處于(yu)上(shang)限時（＞13%)組(zu)織中(zhong)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)含量(liang)(liang)可達到(dao)15%~20%,而實際含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)控制(zhi)(zhi)在(zai)0.12%~0.15%,含鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)在(zai)下限時（＜12%),則組(zu)織中(zhong)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)量(liang)(liang)可小于(yu)5%。
淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫度(du)(du)對組織(zhi)中(zhong)的鐵素(su)(su)體(ti)含量(liang)(liang)也(ye)產生(sheng)影響。從圖4-16可見，在(zai)(zai)成分一定時，加(jia)熱溫度(du)(du)在(zai)(zai)950~1100℃區間內(nei)，鐵素(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)保持在(zai)(zai)較(jiao)低范圍。隨著(zhu)加(jia)熱溫度(du)(du)升高，鐵素(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)明(ming)顯增加(jia)。所以，在(zai)(zai)材料標準(zhun)中(zhong)推薦的1Cr13 鋼淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫度(du)(du)為950~1000℃,但在(zai)(zai)實際(ji)生(sheng)產中(zhong)，為保證碳及合金元素(su)(su)的充分溶解，常(chang)取(qu)淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫度(du)(du)在(zai)(zai)1000~1050℃.更高的加(jia)熱溫度(du)(du)會引起組織(zhi)中(zhong)的鐵素(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)增加(jia)及晶(jing)粒長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)相(xiang)對于1Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)來說，有更高的含碳(tan)量，一般情況下(xia)，淬火(huo)(huo)后(hou)組織中(zhong)(zhong)(zhong)不(bu)會存在鐵(tie)素(su)體(ti)，淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)的確定主要是保證(zheng)(zheng)(zheng)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的碳(tan)化物(wu)能(neng)充(chong)分溶解于奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，以保證(zheng)(zheng)(zheng)淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后(hou)獲得理想的機(ji)械性能(neng)和(he)耐腐(fu)蝕性。實(shi)踐證(zheng)(zheng)(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)(gang)淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)選擇在980~1000℃且充(chong)分保溫(wen)(wen)即(ji)可(ke)，實(shi)際生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)(zhong)(zhong)的加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)略(lve)提(ti)高一些，2Cr13淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)通常取1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)化物(wu)偏多，實(shi)際生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)(zhong)(zhong)淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)取1020~1050℃即(ji)可(ke)。
更高的(de)淬(cui)火(huo)加熱溫(wen)度不宜(yi)采用，因為更高的(de)溫(wen)度會引起(qi)奧氏體晶粒(li)粗大，帶(dai)來不良作用，見圖(tu)4-17。
淬(cui)(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱溫度更(geng)高還會引起淬(cui)(cui)火(huo)(huo)硬度下降，見圖4-18,這主要是由于(yu)合金元素和(he)碳的過分溶解，增加(jia)了奧(ao)氏體(ti)的穩定性，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)會存在較(jiao)多的殘留奧(ao)氏體(ti)的原(yuan)因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較高含鉻量的(de)(de)作(zuo)用(yong)，使高溫奧氏體較穩定，等溫轉變(bian)(bian)曲線右(you)移。見圖(tu)4-19和圖(tu)4-20及圖(tu)4-9.在冷卻(que)過程中不(bu)易發(fa)生(sheng)珠光體和貝氏體轉變(bian)(bian)，降低了臨(lin)界冷卻(que)速(su)度(du)，見圖(tu)4-21.在較低的(de)(de)冷卻(que)速(su)度(du)條件下，即可(ke)進行馬(ma)氏體轉變(bian)(bian)，獲得馬(ma)氏體組織，采用(yong)空冷或油冷均可(ke)得到較高的(de)(de)淬火硬度(du)。
但油冷(leng)(leng)卻比空氣(qi)冷(leng)(leng)卻的(de)(de)鋼在(zai)調質硬度(du)和(he)(he)強度(du)相同的(de)(de)情況下(xia)，有更好的(de)(de)塑(su)性(xing)和(he)(he)韌性(xing)。所以，在(zai)實(shi)際生產中，對(dui)于(yu)截面(mian)尺寸較大(da)的(de)(de)零(ling)(ling)件或對(dui)機械性(xing)能(neng)，尤其是塑(su)性(xing)和(he)(he)韌性(xing)要求較高的(de)(de)零(ling)(ling)件，最好采用油冷(leng)(leng)，對(dui)于(yu)較小零(ling)(ling)件和(he)(he)形狀復雜，易產生淬火裂紋的(de)(de)零(ling)(ling)件可采用空冷(leng)(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的(de)臨(lin)界(jie)點（近(jin)似值）見(jian)表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼淬(cui)火冷(leng)卻后，獲得以馬氏體(ti)(ti)為基體(ti)(ti)的組織(zhi)，因(yin)其固溶了(le)碳，使晶格扭曲(qu)，存在較大的應(ying)力，組織(zhi)不(bu)夠穩(wen)定，不(bu)能直接應(ying)用(yong)，淬(cui)火后必須經回(hui)火再使用(yong)。
這(zhe)三種牌號(hao)的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼普遍應(ying)用于制造機械(xie)(xie)構件，要求具有良好的(de)綜合機械(xie)(xie)性(xing)能(neng)和一(yi)(yi)定的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)，一(yi)(yi)般淬(cui)火(huo)(huo)后再經高溫回火(huo)(huo)，即(ji)調質熱處理狀(zhuang)態下使用。回火(huo)(huo)溫度可(ke)根據強韌(ren)性(xing)的(de)要求選定在550~750℃之間，回火(huo)(huo)后的(de)基(ji)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)為索氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，有的(de)可(ke)能(neng)是保(bao)留(liu)淬(cui)火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)位向的(de)板條狀(zhuang)或粒狀(zhuang)索氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。1Cr13鋼回火(huo)(huo)組織(zhi)中還可(ke)能(neng)存在有淬(cui)火(huo)(huo)加熱時未溶(rong)的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)。見圖4-22。
對于(yu)(yu)3Cr13不(bu)銹鋼(gang)，已屬于(yu)(yu)共析鋼(gang)，淬火后(hou)可獲(huo)得(de)很(hen)高(gao)的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)，也常用(yong)于(yu)(yu)制造有高(gao)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)，高(gao)耐磨(mo)性能(neng)要求的(de)零(ling)部件，如(ru)軸套、擋套、密封環(huan)等。這時(shi)可采(cai)用(yong)較(jiao)低溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)回火或者表面(mian)淬火后(hou)低溫(wen)回火，依(yi)據對使(shi)用(yong)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)的(de)要求，回火溫(wen)度(du)(du)(du)(du)確定在(zai)200~350℃之(zhi)間(jian)，可獲(huo)得(de)40~55HRC的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)。而400~550℃之(zhi)間(jian)的(de)回火，由于(yu)(yu)組織中(zhong)會析出彌(mi)散度(du)(du)(du)(du)很(hen)高(gao)的(de)合金碳化(hua)物(wu)，耐腐(fu)蝕性降低，并產生較(jiao)大的(de)脆性，所(suo)以一(yi)般不(bu)推薦采(cai)用(yong)，只有用(yong)其制作彈性元件時(shi)，才采(cai)用(yong)這一(yi)區間(jian)的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)回火，如(ru)3Cr13不(bu)銹鋼(gang)用(yong)于(yu)(yu)制造彈簧時(shi)，淬火油冷后(hou)在(zai)450℃左右回火，可保持硬(ying)度(du)(du)(du)(du)在(zai)45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回(hui)火溫(wen)度與硬(ying)度之間(jian)的關系曲線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度要求選定的回火溫度范圍見表4-7。
這三種鋼的(de)回火(huo)冷(leng)(leng)(leng)卻一般采用空(kong)冷(leng)(leng)(leng)，如果(guo)對韌性(xing)有(you)更高(gao)(gao)的(de)要求時，也可采用油冷(leng)(leng)(leng)卻，特別是2Cr13鋼油冷(leng)(leng)(leng)比空(kong)冷(leng)(leng)(leng)的(de)韌性(xing)有(you)較大幅(fu)度的(de)提高(gao)(gao)。
四、熱處理(li)時需要注(zhu)意的(de)一些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分(fen)中碳含量的(de)控制問題
在(zai)一些不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)相(xiang)關標準中(zhong)，對1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)(gang)的(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)標注為(wei)不大(da)于(yu)0.15%,這(zhe)(zhe)種對碳(tan)量(liang)無下限(xian)的(de)(de)控制(zhi)(zhi)為(wei)實際生(sheng)產(chan)帶來了麻煩(fan)，主要反映(ying)在(zai)熱處(chu)理(li)(li)和(he)熱處(chu)理(li)(li)質量(liang)上。眾(zhong)所周知，碳(tan)與(yu)硫、磷(lin)等有(you)(you)害元素(su)(su)不同(tong)，硫、磷(lin)控制(zhi)(zhi)得越低越好，而(er)(er)(er)(er)碳(tan)在(zai)馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)雙重作用(yong)決定了其(qi)含(han)量(liang)應有(you)(you)上限(xian)和(he)下限(xian)控制(zhi)(zhi)，否則將(jiang)滿(man)足不了使用(yong)要求。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)的(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)低于(yu)0.09%,而(er)(er)(er)(er)鉻又是標準中(zhong)的(de)(de)中(zhong)、上限(xian)時，組(zu)織(zhi)中(zhong)會存在(zai)較(jiao)多量(liang)的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，這(zhe)(zhe)不僅保證(zheng)不了熱處(chu)理(li)(li)后(hou)的(de)(de)機械性(xing)(xing)能，韌(ren)性(xing)(xing)很差，還會對復雜零件(jian)的(de)(de)鑄造(zao)(zao)生(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)不利作用(yong)。在(zai)工廠(chang)鑄造(zao)(zao)生(sheng)產(chan)的(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)輪(lun)中(zhong)，就多次出現(xian)過因碳(tan)含(han)量(liang)低而(er)(er)(er)(er)造(zao)(zao)成(cheng)的(de)(de)質量(liang)問(wen)(wen)題(ti)。比如，有(you)(you)一批ZG1Cr13泵葉(xie)輪(lun)經調質熱處(chu)理(li)(li)后(hou)，機械性(xing)(xing)能達不到指標，特別是沖擊韌(ren)性(xing)(xing)很低，而(er)(er)(er)(er)且(qie)在(zai)葉(xie)輪(lun)開口部位(wei)葉(xie)片與(yu)蓋板相(xiang)連接(jie)處(chu)根部產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)，經過金(jin)相(xiang)分析，組(zu)織(zhi)中(zhong)含(han)有(you)(you)近(jin)20%左(zuo)右的(de)(de)塊狀鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，裂(lie)紋(wen)恰恰起(qi)源于(yu)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)塊處(chu)，這(zhe)(zhe)是因為(wei)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)強度(du)低于(yu)基體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，在(zai)鑄造(zao)(zao)和(he)熱處(chu)理(li)(li)應力的(de)(de)作用(yong)下，成(cheng)為(wei)薄弱點而(er)(er)(er)(er)產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)。后(hou)經對這(zhe)(zhe)批鑄件(jian)成(cheng)分復查(cha)，其(qi)含(han)碳(tan)量(liang)只達0.07%,鉻為(wei)13.58%,硅為(wei)0.8%,正(zheng)是由于(yu)碳(tan)含(han)量(liang)過低而(er)(er)(er)(er)鉻、硅偏上限(xian)，致(zhi)使鋼(gang)(gang)組(zu)織(zhi)中(zhong)產(chan)生(sheng)了大(da)量(liang)的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，并(bing)導致(zhi)性(xing)(xing)能降低和(he)產(chan)生(sheng)鑄造(zao)(zao)裂(lie)紋(wen)。熱處(chu)理(li)(li)裂(lie)紋(wen)。后(hou)將(jiang)鑄造(zao)(zao)葉(xie)輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)含(han)碳(tan)量(liang)控制(zhi)(zhi)為(wei)不低于(yu)0.10%,最佳控制(zhi)(zhi)范圍為(wei)0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)過同(tong)類質量(liang)問(wen)(wen)題(ti)。
2. 回火(huo)脆性問(wen)題
關于(yu)Cr13型馬氏體不銹鋼(gang)的(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)脆性問題還缺乏系統的(de)(de)研(yan)究，一般認為其(qi)存在(zai)回(hui)火(huo)(huo)脆性，特別是2Cr13鋼(gang)回(hui)火(huo)(huo)脆性更敏感一些。這幾種鋼(gang)應(ying)用于(yu)制造機械(xie)構件時，常在(zai)調(diao)質狀態下使(shi)用，對(dui)第二類回(hui)火(huo)(huo)脆性尤應(ying)注意(yi)，當要求有高韌性時，回(hui)火(huo)(huo)時應(ying)采用油冷(leng)。表4-8顯示(shi)了不同回(hui)火(huo)(huo)冷(leng)卻方(fang)法對(dui)2Cr13鋼(gang)沖擊韌性的(de)(de)影響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂紋問題
在(zai)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含碳量(liang)較高，淬(cui)(cui)火(huo)冷(leng)卻，特別是油(you)冷(leng)時(shi)(shi)會產生(sheng)較大的淬(cui)(cui)火(huo)應力，其馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫(wen)度(du)又(you)低，易產生(sheng)淬(cui)(cui)火(huo)裂紋。所(suo)以，3Cr13鋼(gang)淬(cui)(cui)火(huo)時(shi)(shi)，應注意防止裂紋的發生(sheng)。可(ke)采取(qu)以下(xia)一些措施(shi)。
①. 盡量在粗加工后淬(cui)火
因為鍛造或(huo)軋(ya)制坯件(jian)的(de)(de)表面可能(neng)存在細紋、劃(hua)痕(hen)等、將成(cheng)為淬火應力集(ji)中點和淬火裂紋的(de)(de)誘(you)因。如粗加工確實有困難，可用砂輪等工具磨掉表面缺陷。
②. 控制淬(cui)火加熱速度
這類鋼一般(ban)都是塑(su)性差、導熱性不(bu)好。淬火(huo)加熱速(su)度過(guo)快，表面(mian)(mian)與心部溫(wen)(wen)差增大(da)，在表面(mian)(mian)層(ceng)已發生奧(ao)(ao)氏體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變時，內層(ceng)還處于較低(di)溫(wen)(wen)度的低(di)塑(su)性狀態，這樣，表面(mian)(mian)層(ceng)因(yin)奧(ao)(ao)氏轉(zhuan)(zhuan)變體(ti)積變小收縮(suo)，受到內層(ceng)制約，產(chan)(chan)生拉(la)應力，當(dang)拉(la)應力超過(guo)材料破斷強度時，即產(chan)(chan)生裂紋。因(yin)此，可采用預熱（500~700℃)或(huo)在低(di)溫(wen)(wen)段控制升溫(wen)(wen)速(su)度不(bu)大(da)于80℃/h,800℃后再提高升溫(wen)(wen)速(su)度等方法。
③. 控制(zhi)淬火油冷卻時(shi)的工件出油溫度。
這類材料因合金元(yuan)素高，馬氏體(ti)轉變(bian)溫(wen)度(du)又(you)低，如果淬(cui)火(huo)冷(leng)卻時間長，會增加淬(cui)火(huo)應(ying)力而產(chan)生淬(cui)火(huo)裂紋(wen)，特別(bie)是截面(mian)較大的(de)(de)(de)(de)零件，有時心部原始組織的(de)(de)(de)(de)缺陷比表面(mian)嚴(yan)重(zhong)，加大了淬(cui)火(huo)產(chan)生裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能性。可(ke)適當減緩工(gong)件的(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻速度(du)。如控制(zhi)工(gong)件出油(you)時的(de)(de)(de)(de)表面(mian)溫(wen)度(du)，一(yi)般控制(zhi)在馬氏體(ti)開(kai)始轉變(bian)溫(wen)度(du)以(yi)下150~200℃,或表面(mian)溫(wen)度(du)不高于50~80℃.對于大型工(gong)件，心部溫(wen)度(du)較高，熱(re)量還會向(xiang)表面(mian)傳(chuan)遞(di)，可(ke)采用油(you)－空氣－油(you)－空氣交替冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)，以(yi)減緩淬(cui)火(huo)應(ying)力。
在高碳(tan)馬氏體鋼油淬火(huo)冷(leng)卻時(shi)，還應注意的(de)(de)(de)一(yi)個問(wen)題(ti)是(shi)適當控制油的(de)(de)(de)攪動(dong)速度。在保證油溫不大于80℃和不發(fa)生火(huo)災的(de)(de)(de)條件下，不必(bi)盲(mang)目追求(qiu)和加(jia)大油的(de)(de)(de)冷(leng)卻效果，試驗研究表明(ming)機械油在特別劇烈攪動(dong)時(shi)的(de)(de)(de)淬火(huo)冷(leng)卻能(neng)(neng)力會接近水的(de)(de)(de)淬火(huo)冷(leng)卻能(neng)(neng)力，這(zhe)對馬氏體不銹鋼來說是(shi)很危險的(de)(de)(de)。這(zhe)種情況也是(shi)有過教訓的(de)(de)(de)。
④. 淬火后(hou)及時回(hui)火
馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)淬(cui)火冷(leng)卻結(jie)束后(hou)，心部還會繼續發生馬(ma)氏(shi)體轉變，不斷增加(jia)淬(cui)火應力，工件在(zai)(zai)放(fang)置(zhi)過(guo)程中，淬(cui)火應力也(ye)會改變其分布(bu)方式，形成新的(de)應力集中點(dian)，這(zhe)都可(ke)能使淬(cui)火工件在(zai)(zai)放(fang)置(zhi)過(guo)程中發生開裂(lie)，所以，這(zhe)類鋼(gang)(gang)淬(cui)火后(hou)應及時回(hui)火。工件冷(leng)卻到室溫(wen)或用手(shou)可(ke)長期(qi)觸及的(de)溫(wen)度(du)時即可(ke)回(hui)火。淬(cui)火后(hou)最多不要超過(guo)8小時應進行回(hui)火，尤其在(zai)(zai)北方冬(dong)季更(geng)應注(zhu)意這(zhe)一(yi)問題。曾(ceng)經發生過(guo)這(zhe)類事故，在(zai)(zai)對一(yi)批(pi)馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)泵軸(zhou)淬(cui)火后(hou)，因設備不足，未能及時回(hui)火，又恰(qia)逢冬(dong)天(tian)，氣溫(wen)較低(di)，淬(cui)火后(hou)放(fang)置(zhi)15小時,結(jie)果(guo)這(zhe)批(pi)軸(zhou)全部開裂(lie)報廢(fei)。
