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(yi)、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(tui)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。
完全(quan)退火可改善鋼材鍛造、軋制(zhi)、鑄(zhu)造等加工后可能(neng)存在的(de)不良(liang)組織，并為以(yi)(yi)后淬火、回(hui)火熱處理提供(gong)良(liang)好的(de)組織保證；可以(yi)(yi)完全(quan)消除各(ge)種(zhong)應力(li)，降低硬度，便于加工。
鍛(duan)軋態的(de)1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼經完全退火后，硬度分(fen)別不(bu)大于(yu)150HB,180HB和210HB.
一些(xie)對機械性能、耐腐蝕(shi)性能要求不高(gao)的零部(bu)件可(ke)以(yi)在完全退火(huo)狀(zhuang)態(tai)下使用。
2. 等溫退火
等溫(wen)(wen)退火是把(ba)鋼(gang)(gang)加熱到奧(ao)氏(shi)體化(hua)溫(wen)(wen)度（一般采用850~880℃),也可(ke)以將鋼(gang)(gang)材(cai)鍛造(zao)或(huo)鑄(zhu)造(zao)后(hou)冷(leng)卻(que)到這一溫(wen)(wen)度區(qu)間，充(chong)(chong)分保(bao)溫(wen)(wen)，再冷(leng)卻(que)到該(gai)鋼(gang)(gang)奧(ao)氏(shi)體轉變最快的溫(wen)(wen)度范圍（俗稱轉變曲線的鼻子部分，為700~740℃)充(chong)(chong)分保(bao)溫(wen)(wen)，使奧(ao)氏(shi)體充(chong)(chong)分轉變后(hou)空冷(leng)。
等(deng)溫(wen)退(tui)(tui)(tui)火(huo)可以起到完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)的作用，而且比完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)縮短(duan)了(le)占用加熱(re)爐的時間(jian)，提高了(le)效(xiao)率(lv)。
在工(gong)作實踐中還發(fa)現(xian)，這類馬(ma)氏(shi)體不銹鋼的(de)等溫(wen)退(tui)火對改(gai)善不良的(de)鍛造(zao)組織，提高淬火、回火后的(de)力(li)學性能(neng)，特(te)別是提高沖擊韌性有著(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(yan)究表明，鋼的(de)(de)非平衡組織(zhi)再次(ci)加熱(re)(re)，發生奧(ao)(ao)氏體(ti)轉變(bian)時(shi)，新(xin)相可(ke)能生成球(qiu)形(xing)奧(ao)(ao)氏體(ti)，也可(ke)能生成針(zhen)形(xing)奧(ao)(ao)氏體(ti)，或者(zhe)同(tong)時(shi)生成兩種(zhong)奧(ao)(ao)氏體(ti)。如果轉變(bian)產物以針(zhen)形(xing)奧(ao)(ao)氏體(ti)為主，則在加熱(re)(re)轉變(bian)完成后(hou)(hou)，鍛后(hou)(hou)得(de)到(dao)的(de)(de)粗(cu)大(da)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)晶(jing)粒組織(zhi)會得(de)到(dao)恢復并造成組織(zhi)遺(yi)傳(chuan)。可(ke)想而知，這(zhe)種(zhong)具有粗(cu)大(da)的(de)(de)或不均勻的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)，在淬火冷(leng)卻時(shi)必(bi)然得(de)到(dao)粗(cu)大(da)的(de)(de)或不均勻的(de)(de)馬氏體(ti)組織(zhi)，經回火后(hou)(hou)，獲得(de)不均勻索氏體(ti)組織(zhi)，這(zhe)必(bi)將引起力學性能，特別是(shi)沖擊韌性的(de)(de)降低(di)。
基(ji)于(yu)這(zhe)種(zhong)分析，我們將這(zhe)批泵軸重(zhong)新進行了等溫退火處理(li)，獲(huo)得了鐵(tie)素(su)體和碳化物的平衡組(zu)織(zhi)。
經等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)的(de)(de)(de)泵軸再用(yong)原淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)工藝處(chu)理后(hou)(hou)(hou)（（970±10)℃加熱保溫(wen)后(hou)(hou)(hou)油冷，（685±10)℃加熱保溫(wen)后(hou)(hou)(hou)油冷），力(li)學性能(neng)完全(quan)達(da)到技術要求，實(shi)檢性能(neng)：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74J,平(ping)均為(wei)(wei)(wei)75.7J.未(wei)經等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)的(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)組(zu)織和經等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)組(zu)織分別是圖(tu)4-11和圖(tu)4-12。
3. 低(di)溫退火
馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)低(di)溫退(tui)火(huo)(huo)，有的(de)稱(cheng)(cheng)高溫回(hui)火(huo)(huo)（嚴格(ge)從定義上(shang)來講和作用目(mu)的(de)方面看，稱(cheng)(cheng)高溫回(hui)火(huo)(huo)是(shi)不(bu)(bu)準確的(de)），是(shi)把鋼(gang)加熱到Ac1溫度以上(shang)（有時(shi)略低(di)于(yu)Ac1溫度）至A3溫度以下，保溫后爐冷或(huo)空冷。這(zhe)種(zhong)退(tui)火(huo)(huo)可以使鋼(gang)軟化，便于(yu)加工和消(xiao)除應(ying)力(li)。對于(yu)改善組織的(de)作用遠不(bu)(bu)如(ru)完全退(tui)火(huo)(huo)和等溫退(tui)火(huo)(huo)。
低(di)溫退(tui)火(huo)一般用于較小的(de)鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)或以后還經淬火(huo)、回火(huo)熱處理的(de)零部件(jian)。較大的(de)鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)及應力(li)很(hen)大的(de)零部件(jian)毛(mao)坯，還是采用完全(quan)退(tui)火(huo)或等溫退(tui)火(huo)為好。
1Cr13不銹鋼、2Cr13不銹鋼、3Cr13不銹鋼低(di)溫(wen)退火溫(wen)度為(wei)740~780℃,如果以消除(chu)應(ying)力(li)為(wei)主要目(mu)的，可以降(jiang)低(di)加熱溫(wen)度至(zhi)700℃左右。保溫(wen)后一(yi)般爐(lu)(lu)冷(leng)至(zhi)500℃以下出爐(lu)(lu)空(kong)冷(leng)。
低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)后的硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)一般高(gao)于完(wan)全(quan)(quan)(quan)退(tui)火(huo)后的硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)30~40HB,依含碳量不同，可保持在(zai)180~230HB.當然，低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)選(xuan)擇的溫(wen)度(du)(du)(du)(du)越高(gao)，硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)越低(di)(di)。圖4-13和圖4-14分別顯示(shi)了1Cr13不銹鋼低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)和完(wan)全(quan)(quan)(quan)退(tui)火(huo)加熱溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、保溫(wen)時間(jian)與硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)的關系及低(di)(di)溫(wen)退(tui)火(huo)與完(wan)全(quan)(quan)(quan)退(tui)火(huo)后的硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和(he)3Cr13鋼完全退(tui)火后應保證(zheng)的機械(xie)性(xing)能見(jian)表4-4,實測(ce)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)主要(yao)目的(de)是要(yao)獲得(de)馬氏(shi)體(ti)組織。即將其(qi)加熱到A3以(yi)(yi)上的(de)一個溫度(du)范圍，使合(he)金(jin)碳(tan)化物(wu)充分溶解，得(de)到碳(tan)與鉻較均勻的(de)奧氏(shi)體(ti)，然后，以(yi)(yi)適當(dang)的(de)速度(du)冷(leng)卻下來，最終(zhong)獲得(de)馬氏(shi)體(ti)組織。
1. 淬火加熱
Cr13型(xing)馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因含有較高的(de)鉻(ge)含量，提高了相變點Ac3,又因大量的(de)合(he)金(jin)碳(tan)化物的(de)存在(zai)，使(shi)組織(zhi)中的(de)碳(tan)和(he)鉻(ge)元(yuan)素分布(bu)不(bu)均，其(qi)在(zai)加熱(re)過程中擴散速度(du)(du)(du)緩慢，所以(yi)，為(wei)使(shi)碳(tan)化物充分溶解，得(de)到(dao)成分比較均勻的(de)奧氏(shi)體及(ji)冷(leng)卻(que)之后得(de)到(dao)有足夠碳(tan)、鉻(ge)飽(bao)和(he)度(du)(du)(du)的(de)均勻的(de)馬(ma)氏(shi)體組織(zhi)，這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)的(de)淬(cui)火加熱(re)溫度(du)(du)(du)高于碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)合(he)金(jin)結構鋼(gang)(gang)，即提高淬(cui)火加熱(re)溫度(du)(du)(du)并適當延長保溫時間。
該類鋼導熱(re)性差(cha)(cha)，特別是(shi)在(zai)較(jiao)低溫(wen)度(du)(du)時，導熱(re)性更差(cha)(cha)，為防止(zhi)加(jia)熱(re)過程中(zhong)產生裂紋(wen)，保證零件的內外溫(wen)差(cha)(cha)較(jiao)小(xiao)，在(zai)淬火加(jia)熱(re)時應控制加(jia)熱(re)速(su)(su)度(du)(du)，或先行預(yu)熱(re)。根據經驗，在(zai)750℃以(yi)前，升溫(wen)速(su)(su)度(du)(du)應不大于(yu)80℃/h。
1Cr13不銹鋼(gang)(gang)、2Cr13不銹鋼(gang)(gang)、3Cr13不銹鋼(gang)(gang)，因它們(men)的含碳(tan)量(liang)不同，原始組織存在差(cha)異，所以，各(ge)自的淬(cui)火加熱溫(wen)度(du)略(lve)有不同。
1Cr13不銹鋼由于(yu)(yu)含碳量(liang)較(jiao)低，加(jia)熱到淬(cui)火溫度(du)時，仍處于(yu)(yu)奧氏體(ti)和鐵(tie)素體(ti)兩(liang)相區的(de)邊緣部分，組織中會含有一定量(liang)的(de)鐵(tie)素體(ti)，見圖(tu)4-15。
淬火冷卻后(hou)，這部分(fen)未溶鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)保留(liu)在(zai)(zai)淬火鋼(gang)組織中(zhong)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)多少，首先與含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)有(you)關，見圖4-16.此(ci)外，鉻(ge)的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)及(ji)鉬、硅(gui)的(de)(de)殘存量(liang)(liang)均產(chan)生影(ying)響(xiang)。淬火鋼(gang)中(zhong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)的(de)(de)存在(zai)(zai)，對硬度(du)、機械(xie)(xie)性(xing)能，尤(you)其(qi)是沖擊韌性(xing)會產(chan)生不(bu)良影(ying)響(xiang)，所以，在(zai)(zai)對有(you)較高機械(xie)(xie)性(xing)能要(yao)求的(de)(de)零件(jian)選(xuan)用1Cr13鋼(gang)時(shi)(shi)(shi)，應(ying)特殊提出成(cheng)分(fen)控制條件(jian)。生產(chan)實踐(jian)中(zhong)發(fa)現，盡管(guan)1Cr13鋼(gang)成(cheng)分(fen)都在(zai)(zai)標準的(de)(de)合格(ge)范圍內(nei)，但當(dang)實際含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)低于0.11%,鉻(ge)量(liang)(liang)處于上限時(shi)(shi)(shi)（＞13%)組織中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)可達到15%~20%,而實際含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)控制在(zai)(zai)0.12%~0.15%,含(han)(han)鉻(ge)量(liang)(liang)在(zai)(zai)下限時(shi)(shi)(shi)（＜12%),則組織中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)量(liang)(liang)可小于5%。
淬(cui)火加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)對組(zu)織(zhi)中(zhong)的鐵(tie)素(su)體含量也產(chan)生影響。從圖4-16可見，在(zai)(zai)成分一定(ding)時，加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)950~1100℃區(qu)間內，鐵(tie)素(su)體量保持在(zai)(zai)較(jiao)低范(fan)圍。隨著(zhu)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)升高，鐵(tie)素(su)體量明顯增加(jia)(jia)(jia)(jia)。所以，在(zai)(zai)材料標(biao)準中(zhong)推薦的1Cr13 鋼(gang)淬(cui)火加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為950~1000℃,但在(zai)(zai)實(shi)際生產(chan)中(zhong)，為保證碳(tan)及(ji)合金(jin)元素(su)的充分溶解(jie)，常(chang)取淬(cui)火加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)1000~1050℃.更(geng)高的加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)會引(yin)起組(zu)織(zhi)中(zhong)的鐵(tie)素(su)體量增加(jia)(jia)(jia)(jia)及(ji)晶粒長(chang)大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)相對于(yu)1Cr13不(bu)銹鋼(gang)來說，有(you)更高(gao)的(de)含碳量，一(yi)般情況(kuang)下(xia)，淬(cui)(cui)火(huo)后組織中(zhong)不(bu)會(hui)存在鐵素體(ti)，淬(cui)(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)確(que)定主要是保(bao)證(zheng)鋼(gang)中(zhong)的(de)碳化(hua)(hua)物(wu)能充分溶解于(yu)奧(ao)氏體(ti)中(zhong)，以保(bao)證(zheng)淬(cui)(cui)火(huo)、回火(huo)后獲得理想(xiang)的(de)機械性(xing)能和耐腐蝕性(xing)。實(shi)踐證(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)淬(cui)(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度選擇在980~1000℃且充分保(bao)溫(wen)(wen)(wen)即(ji)(ji)可，實(shi)際生產中(zhong)的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度略提高(gao)一(yi)些(xie)，2Cr13淬(cui)(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度通常取1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)中(zhong)碳化(hua)(hua)物(wu)偏多(duo)，實(shi)際生產中(zhong)淬(cui)(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度取1020~1050℃即(ji)(ji)可。
更高的(de)淬火(huo)加熱溫(wen)(wen)度不(bu)宜(yi)采用，因為更高的(de)溫(wen)(wen)度會引(yin)起奧氏(shi)體晶(jing)粒粗大，帶來(lai)不(bu)良(liang)作(zuo)用，見圖4-17。
淬火(huo)加(jia)熱溫(wen)度更高還會引起淬火(huo)硬度下降，見圖4-18,這主要(yao)是由(you)于合(he)金元素和碳的過(guo)分(fen)溶(rong)解，增(zeng)加(jia)了奧氏體(ti)的穩定性，淬火(huo)后會存在較多的殘留奧氏體(ti)的原因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較(jiao)高(gao)含鉻量的作用，使高(gao)溫奧氏體(ti)較(jiao)穩定(ding)，等溫轉(zhuan)變曲線右移。見圖(tu)(tu)4-19和圖(tu)(tu)4-20及圖(tu)(tu)4-9.在(zai)(zai)冷(leng)(leng)卻(que)(que)過程(cheng)中不易發生珠光體(ti)和貝氏體(ti)轉(zhuan)變，降低了臨界冷(leng)(leng)卻(que)(que)速(su)度，見圖(tu)(tu)4-21.在(zai)(zai)較(jiao)低的冷(leng)(leng)卻(que)(que)速(su)度條件(jian)下(xia)，即可(ke)進行(xing)馬氏體(ti)轉(zhuan)變，獲得馬氏體(ti)組織，采(cai)用空冷(leng)(leng)或油冷(leng)(leng)均(jun)可(ke)得到較(jiao)高(gao)的淬火硬度。
但(dan)油(you)冷卻比空(kong)氣冷卻的(de)鋼在(zai)調質硬度和(he)強(qiang)度相同的(de)情況下，有更好(hao)的(de)塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)。所以，在(zai)實際生產(chan)中，對(dui)于截面尺(chi)寸較大的(de)零件或對(dui)機械性(xing)(xing)能，尤其是(shi)塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)要(yao)求(qiu)較高的(de)零件，最好(hao)采(cai)用油(you)冷，對(dui)于較小零件和(he)形狀復雜，易產(chan)生淬火裂紋的(de)零件可采(cai)用空(kong)冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的臨界(jie)點（近(jin)似(si)值）見表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼淬(cui)火(huo)(huo)冷卻后，獲得以馬氏體為(wei)基體的(de)組織，因其(qi)固溶(rong)了碳，使晶格扭曲，存(cun)在(zai)較大(da)的(de)應力(li)，組織不(bu)夠穩(wen)定，不(bu)能直(zhi)接應用，淬(cui)火(huo)(huo)后必須經回火(huo)(huo)再(zai)使用。
這三種牌號的(de)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼普遍應用(yong)(yong)于制(zhi)造機械構件，要求具(ju)有(you)良好的(de)綜(zong)合機械性(xing)能(neng)(neng)和一(yi)定的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)，一(yi)般(ban)淬(cui)火(huo)后再經高溫(wen)回火(huo)，即調質熱(re)處理狀(zhuang)態下(xia)使用(yong)(yong)。回火(huo)溫(wen)度可根據強韌性(xing)的(de)要求選定在550~750℃之(zhi)間，回火(huo)后的(de)基體(ti)組(zu)織(zhi)為(wei)索氏體(ti)，有(you)的(de)可能(neng)(neng)是保留淬(cui)火(huo)馬氏體(ti)位(wei)向的(de)板(ban)條狀(zhuang)或粒(li)狀(zhuang)索氏體(ti)。1Cr13鋼回火(huo)組(zu)織(zhi)中還可能(neng)(neng)存(cun)在有(you)淬(cui)火(huo)加熱(re)時未溶(rong)的(de)鐵(tie)素體(ti)。見圖4-22。
對于(yu)(yu)3Cr13不銹鋼，已屬于(yu)(yu)共析鋼，淬火(huo)(huo)(huo)后(hou)可獲得很高(gao)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)，也常用于(yu)(yu)制造有高(gao)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)，高(gao)耐磨性能要求(qiu)的(de)(de)(de)零(ling)部(bu)件(jian)(jian)，如軸套(tao)、擋套(tao)、密(mi)封環等。這(zhe)時可采用較(jiao)低溫度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)或(huo)者表面淬火(huo)(huo)(huo)后(hou)低溫回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，依(yi)據(ju)對使用硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)要求(qiu)，回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)(du)(du)(du)(du)確定在(zai)200~350℃之(zhi)間，可獲得40~55HRC的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)。而400~550℃之(zhi)間的(de)(de)(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，由于(yu)(yu)組織中會析出彌散度(du)(du)(du)(du)(du)很高(gao)的(de)(de)(de)合金碳化物，耐腐蝕性降低，并(bing)產生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)脆性，所(suo)以(yi)一(yi)般不推薦采用，只有用其制作彈(dan)性元(yuan)件(jian)(jian)時，才采用這(zhe)一(yi)區間的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)(du)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，如3Cr13不銹鋼用于(yu)(yu)制造彈(dan)簧時，淬火(huo)(huo)(huo)油冷后(hou)在(zai)450℃左右(you)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，可保持硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)在(zai)45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫(wen)度與硬度之間的關(guan)系(xi)曲(qu)線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度要求選定的回(hui)火(huo)溫度范圍見(jian)表(biao)4-7。
這三種(zhong)鋼的(de)回(hui)火冷卻(que)一(yi)般采(cai)用空冷，如果對韌性有(you)更高的(de)要求時，也可采(cai)用油冷卻(que)，特別(bie)是2Cr13鋼油冷比空冷的(de)韌性有(you)較大幅度的(de)提高。
四、熱處理時需要注意的一些問(wen)題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳(tan)含(han)量(liang)的控制(zhi)問題
在(zai)一些不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相關標準中，對(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)標注為不(bu)大(da)于0.15%,這(zhe)種對(dui)碳量(liang)(liang)無下限(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)為實際生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)帶來了(le)麻煩，主要反映在(zai)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)(he)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)質(zhi)量(liang)(liang)上(shang)。眾所周知，碳與(yu)硫(liu)、磷等有(you)(you)害元素(su)不(bu)同，硫(liu)、磷控(kong)制(zhi)得越低(di)(di)越好，而碳在(zai)馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙重(zhong)作(zuo)用決(jue)定了(le)其含(han)(han)量(liang)(liang)應有(you)(you)上(shang)限(xian)(xian)和(he)(he)下限(xian)(xian)控(kong)制(zhi)，否則將(jiang)滿足不(bu)了(le)使用要求。當1Cr13(ZG1Cr13)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)低(di)(di)于0.09%,而鉻又是標準中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)中、上(shang)限(xian)(xian)時(shi)，組(zu)(zu)織(zhi)中會存在(zai)較多(duo)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體，這(zhe)不(bu)僅保證不(bu)了(le)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)，韌性(xing)(xing)很(hen)差，還會對(dui)復雜零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)利作(zuo)用。在(zai)工廠鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)輪(lun)(lun)中，就多(duo)次(ci)出(chu)現過因碳含(han)(han)量(liang)(liang)低(di)(di)而造(zao)(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)問題。比如，有(you)(you)一批(pi)ZG1Cr13泵(beng)葉(xie)輪(lun)(lun)經(jing)調(diao)質(zhi)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)后，機(ji)械(xie)性(xing)(xing)能(neng)達不(bu)到指標，特別是沖擊韌性(xing)(xing)很(hen)低(di)(di)，而且在(zai)葉(xie)輪(lun)(lun)開口(kou)部位葉(xie)片(pian)與(yu)蓋板相連(lian)接處(chu)(chu)根部產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)裂(lie)紋，經(jing)過金相分(fen)析，組(zu)(zu)織(zhi)中含(han)(han)有(you)(you)近20%左右的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塊(kuai)狀鐵素(su)體，裂(lie)紋恰恰起源于鐵素(su)體塊(kuai)處(chu)(chu)，這(zhe)是因為鐵素(su)體強度(du)低(di)(di)于基體組(zu)(zu)織(zhi)，在(zai)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)和(he)(he)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)應力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下，成(cheng)為薄弱點而產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)裂(lie)紋。后經(jing)對(dui)這(zhe)批(pi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)成(cheng)分(fen)復查，其含(han)(han)碳量(liang)(liang)只(zhi)達0.07%,鉻為13.58%,硅為0.8%,正是由于碳含(han)(han)量(liang)(liang)過低(di)(di)而鉻、硅偏上(shang)限(xian)(xian)，致(zhi)使鋼(gang)(gang)組(zu)(zu)織(zhi)中產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)了(le)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體，并導致(zhi)性(xing)(xing)能(neng)降低(di)(di)和(he)(he)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)裂(lie)紋。熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)裂(lie)紋。后將(jiang)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)葉(xie)輪(lun)(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)控(kong)制(zhi)為不(bu)低(di)(di)于0.10%,最佳控(kong)制(zhi)范圍為0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)(sheng)(sheng)過同類質(zhi)量(liang)(liang)問題。
2. 回(hui)火脆性問(wen)題
關于Cr13型馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的回(hui)(hui)火脆性問(wen)題還缺(que)乏(fa)系統的研(yan)究，一(yi)般認為(wei)其存在(zai)回(hui)(hui)火脆性，特別是2Cr13鋼(gang)回(hui)(hui)火脆性更敏感(gan)一(yi)些(xie)。這幾種(zhong)鋼(gang)應用于制造機械構件時，常在(zai)調質狀態下使用，對第(di)二類(lei)回(hui)(hui)火脆性尤應注意，當要求有高韌性時，回(hui)(hui)火時應采用油冷(leng)。表4-8顯示了(le)不(bu)同回(hui)(hui)火冷(leng)卻方法對2Cr13鋼(gang)沖擊韌性的影響(xiang)。
3. 3Cr13 鋼(gang)淬火裂紋(wen)問(wen)題
在馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中(zhong)，3Cr13鋼(gang)的(de)含碳量較高，淬火冷卻，特別是油冷時會產生較大(da)的(de)淬火應力，其馬(ma)氏體轉變溫度又(you)低，易產生淬火裂(lie)紋。所以，3Cr13鋼(gang)淬火時，應注意防(fang)止裂(lie)紋的(de)發生。可(ke)采取以下(xia)一(yi)些措(cuo)施。
①. 盡量在粗(cu)加工后淬火
因為鍛造或軋制坯(pi)件的表(biao)面可(ke)能存在(zai)細紋、劃痕等、將成(cheng)為淬火應(ying)力(li)集中點和淬火裂(lie)紋的誘因。如粗加(jia)工確實有困難，可(ke)用砂輪等工具磨掉表(biao)面缺(que)陷(xian)。
②. 控制淬火加熱(re)速度
這類(lei)鋼一般都是塑(su)性(xing)差、導熱(re)性(xing)不(bu)好。淬火加熱(re)速度(du)(du)過快，表(biao)面(mian)與心部溫(wen)差增(zeng)大，在表(biao)面(mian)層已發生(sheng)奧氏(shi)體轉(zhuan)變時(shi)，內層還處(chu)于(yu)較低(di)溫(wen)度(du)(du)的(de)低(di)塑(su)性(xing)狀態(tai)，這樣(yang)，表(biao)面(mian)層因奧氏(shi)轉(zhuan)變體積變小收縮，受到內層制約，產生(sheng)拉應(ying)力(li)，當拉應(ying)力(li)超過材料破斷強度(du)(du)時(shi)，即產生(sheng)裂紋。因此，可采用預熱(re)（500~700℃)或在低(di)溫(wen)段控(kong)制升溫(wen)速度(du)(du)不(bu)大于(yu)80℃/h,800℃后再提高升溫(wen)速度(du)(du)等方法。
③. 控制淬火(huo)油(you)冷卻時的工件出油(you)溫度。
這類材料(liao)因合金(jin)元素(su)高(gao)(gao)，馬氏體轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)又低，如(ru)(ru)果淬(cui)火(huo)(huo)冷卻時(shi)間(jian)長(chang)，會(hui)(hui)增加淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)而產(chan)生淬(cui)火(huo)(huo)裂紋，特別(bie)是截面(mian)較大(da)(da)的(de)零件(jian)，有時(shi)心部原(yuan)始(shi)組織的(de)缺(que)陷比(bi)表面(mian)嚴重，加大(da)(da)了淬(cui)火(huo)(huo)產(chan)生裂紋的(de)可能性。可適當減(jian)緩(huan)工件(jian)的(de)冷卻速度(du)(du)(du)。如(ru)(ru)控制工件(jian)出油時(shi)的(de)表面(mian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，一般控制在馬氏體開始(shi)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)以下(xia)150~200℃,或表面(mian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)不高(gao)(gao)于50~80℃.對(dui)于大(da)(da)型工件(jian)，心部溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)較高(gao)(gao)，熱量(liang)還會(hui)(hui)向表面(mian)傳遞，可采用油－空氣－油－空氣交替(ti)冷卻的(de)方式，以減(jian)緩(huan)淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)。
在(zai)高碳(tan)馬(ma)氏(shi)體(ti)鋼油(you)(you)淬(cui)火冷卻(que)(que)時，還應注(zhu)意的(de)(de)一個問題是適(shi)當控(kong)制油(you)(you)的(de)(de)攪(jiao)動速(su)度。在(zai)保證油(you)(you)溫不大于80℃和(he)不發(fa)生火災的(de)(de)條件(jian)下，不必盲目追求(qiu)和(he)加大油(you)(you)的(de)(de)冷卻(que)(que)效(xiao)果，試驗研究(jiu)表(biao)明機械油(you)(you)在(zai)特(te)別劇烈攪(jiao)動時的(de)(de)淬(cui)火冷卻(que)(que)能(neng)力會接(jie)近水的(de)(de)淬(cui)火冷卻(que)(que)能(neng)力，這對馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼來(lai)說是很危險的(de)(de)。這種情況也是有過教訓(xun)的(de)(de)。
④. 淬(cui)火后及時回(hui)火
馬(ma)氏體(ti)不銹鋼在淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻(que)結束后，心部還會(hui)繼續發生馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變，不斷(duan)增(zeng)加淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力(li)，工(gong)件在放(fang)(fang)置過(guo)程(cheng)中，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力(li)也會(hui)改(gai)變其(qi)分布方式，形成新的應(ying)(ying)力(li)集中點，這(zhe)(zhe)都可能使淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)工(gong)件在放(fang)(fang)置過(guo)程(cheng)中發生開裂(lie)，所以，這(zhe)(zhe)類鋼淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后應(ying)(ying)及時(shi)(shi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)。工(gong)件冷卻(que)到室溫或(huo)用手(shou)可長期(qi)觸(chu)及的溫度時(shi)(shi)即可回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后最(zui)多不要(yao)超過(guo)8小(xiao)時(shi)(shi)應(ying)(ying)進行回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其(qi)在北方冬季更應(ying)(ying)注意這(zhe)(zhe)一問題(ti)。曾(ceng)經(jing)發生過(guo)這(zhe)(zhe)類事故(gu)，在對一批馬(ma)氏體(ti)不銹鋼泵軸(zhou)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后，因設備不足(zu)，未能及時(shi)(shi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)，又恰逢冬天，氣溫較低，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后放(fang)(fang)置15小(xiao)時(shi)(shi),結果這(zhe)(zhe)批軸(zhou)全部開裂(lie)報廢。
