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(wan)全(quan)退(tui)火(huo)
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)(quan)退火可改(gai)善鋼(gang)材(cai)鍛造(zao)、軋(ya)制(zhi)、鑄造(zao)等加工后(hou)(hou)可能存在的不良組(zu)(zu)織，并(bing)為以后(hou)(hou)淬(cui)火、回火熱處理(li)提供良好的組(zu)(zu)織保證；可以完全(quan)(quan)消(xiao)除各種(zhong)應力，降低硬度，便于加工。
鍛(duan)軋(ya)態的1Cr13不(bu)(bu)(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)(bu)(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)(bu)(bu)銹鋼經完(wan)全退火后，硬度(du)分別不(bu)(bu)(bu)大(da)于(yu)150HB,180HB和(he)210HB.
一(yi)些(xie)對機械(xie)性(xing)能(neng)、耐腐蝕性(xing)能(neng)要求不(bu)高的零(ling)部件可(ke)以在完全退火狀態下使用。
2. 等溫退火
等(deng)溫(wen)退(tui)火是把鋼加(jia)熱(re)到奧(ao)氏(shi)體化溫(wen)度(du)(du)（一(yi)般采用(yong)850~880℃),也可(ke)以將(jiang)鋼材鍛造或鑄造后冷卻(que)到這一(yi)溫(wen)度(du)(du)區間(jian)，充(chong)分(fen)保溫(wen)，再(zai)冷卻(que)到該鋼奧(ao)氏(shi)體轉變(bian)(bian)最快的溫(wen)度(du)(du)范圍（俗稱轉變(bian)(bian)曲線(xian)的鼻子(zi)部分(fen)，為(wei)700~740℃)充(chong)分(fen)保溫(wen)，使奧(ao)氏(shi)體充(chong)分(fen)轉變(bian)(bian)后空冷。
等溫(wen)退(tui)火(huo)可以起到完全退(tui)火(huo)的(de)作用，而(er)且比完全退(tui)火(huo)縮短了(le)占用加熱爐的(de)時間，提高(gao)了(le)效率。
在工作實踐中還發現，這類馬氏體(ti)不銹鋼的等溫退火(huo)對改善不良(liang)的鍛(duan)造組織，提(ti)高(gao)淬火(huo)、回火(huo)后的力學性能，特(te)別(bie)是提(ti)高(gao)沖擊(ji)韌性有著特(te)殊的作用(yong)。
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(gang)的(de)(de)非(fei)平衡組(zu)織(zhi)再次加(jia)熱，發(fa)生奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)時，新(xin)相可能(neng)生成(cheng)球形(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，也可能(neng)生成(cheng)針(zhen)形(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，或者同時生成(cheng)兩種奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)。如果(guo)轉(zhuan)變(bian)產物(wu)以針(zhen)形(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)為(wei)主(zhu)，則在加(jia)熱轉(zhuan)變(bian)完成(cheng)后(hou)，鍛后(hou)得(de)(de)到(dao)的(de)(de)粗大的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶粒組(zu)織(zhi)會得(de)(de)到(dao)恢復并(bing)造成(cheng)組(zu)織(zhi)遺傳。可想而知，這種具有粗大的(de)(de)或不(bu)均(jun)勻的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，在淬火冷卻時必(bi)(bi)然得(de)(de)到(dao)粗大的(de)(de)或不(bu)均(jun)勻的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，經(jing)回火后(hou)，獲得(de)(de)不(bu)均(jun)勻索(suo)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，這必(bi)(bi)將引起力學性能(neng)，特別是沖(chong)擊韌(ren)性的(de)(de)降低。
基于這種分析(xi)，我們將這批泵軸重新進行了(le)等溫(wen)退(tui)火處理，獲得了(le)鐵素體和碳化物的平衡(heng)組(zu)織。
經等溫(wen)(wen)退(tui)火的泵軸再用原淬火、回(hui)(hui)火工藝(yi)處理后(hou)（（970±10)℃加(jia)熱(re)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)油(you)冷(leng)，（685±10)℃加(jia)熱(re)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)油(you)冷(leng)），力學性能完全達到技術要(yao)求(qiu)，實檢性能：Rm為(wei)(wei)790N/m㎡;R0.2為(wei)(wei)660N/m㎡;A為(wei)(wei)22%;Z為(wei)(wei)66%;Av,三個試樣分別(bie)為(wei)(wei)79.0J、74J和74J,平均為(wei)(wei)75.7J.未經等溫(wen)(wen)退(tui)火的淬火、回(hui)(hui)火組(zu)織和經等溫(wen)(wen)退(tui)火后(hou)的淬火、回(hui)(hui)火組(zu)織分別(bie)是(shi)圖(tu)4-11和圖(tu)4-12。
3. 低溫退火
馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)低溫(wen)退(tui)火(huo)，有的(de)(de)稱(cheng)高溫(wen)回火(huo)（嚴格從(cong)定(ding)義上來講和(he)(he)作用目(mu)的(de)(de)方面看(kan)，稱(cheng)高溫(wen)回火(huo)是(shi)不準確的(de)(de)），是(shi)把鋼(gang)加熱(re)到(dao)Ac1溫(wen)度(du)(du)以上（有時略低于(yu)Ac1溫(wen)度(du)(du)）至A3溫(wen)度(du)(du)以下，保(bao)溫(wen)后爐冷或(huo)空冷。這(zhe)種退(tui)火(huo)可(ke)以使鋼(gang)軟(ruan)化，便于(yu)加工(gong)和(he)(he)消除(chu)應力。對于(yu)改善(shan)組織(zhi)的(de)(de)作用遠不如完全退(tui)火(huo)和(he)(he)等(deng)溫(wen)退(tui)火(huo)。
低溫(wen)退(tui)火一般用于(yu)較小的鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)或以后還經淬火、回火熱處理的零部(bu)件(jian)。較大(da)(da)的鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)及應力(li)很大(da)(da)的零部(bu)件(jian)毛坯，還是采用完全(quan)退(tui)火或等溫(wen)退(tui)火為好。
1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼低溫退火溫度為(wei)740~780℃,如果(guo)以(yi)消除(chu)應力為(wei)主要目(mu)的(de)，可(ke)以(yi)降低加熱(re)溫度至(zhi)700℃左右。保(bao)溫后一般爐冷至(zhi)500℃以(yi)下出爐空冷。
低(di)溫退火(huo)后(hou)的硬度一(yi)般高于完全(quan)退火(huo)后(hou)的硬度30~40HB,依含(han)碳量不同，可(ke)保(bao)持(chi)在180~230HB.當然，低(di)溫退火(huo)選擇的溫度越高，硬度越低(di)。圖4-13和圖4-14分別顯示了1Cr13不銹鋼低(di)溫退火(huo)和完全(quan)退火(huo)加熱溫度、保(bao)溫時間與硬度的關系及低(di)溫退火(huo)與完全(quan)退火(huo)后(hou)的硬度差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全退(tui)火后應保證(zheng)的機(ji)械性能見(jian)表(biao)4-4,實測性能見(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)是要(yao)獲得馬氏體組(zu)織。即將(jiang)其加熱到(dao)A3以上的(de)一(yi)個(ge)溫(wen)度范圍，使(shi)合金(jin)碳化(hua)物充分溶解，得到(dao)碳與(yu)鉻較均勻的(de)奧氏體，然后，以適當的(de)速度冷(leng)卻(que)下來，最終(zhong)獲得馬氏體組(zu)織。
1. 淬(cui)火加熱(re)
Cr13型馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼因(yin)含有較高(gao)的(de)鉻(ge)含量，提(ti)高(gao)了相變點(dian)Ac3,又(you)因(yin)大量的(de)合金碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物的(de)存在(zai)，使(shi)組(zu)織(zhi)中的(de)碳(tan)(tan)(tan)和(he)鉻(ge)元素分布不(bu)均，其(qi)在(zai)加(jia)熱(re)過程中擴散速度(du)(du)緩慢(man)，所以(yi)，為(wei)使(shi)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物充分溶解，得(de)到成分比較均勻的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)及(ji)冷卻之后得(de)到有足夠碳(tan)(tan)(tan)、鉻(ge)飽和(he)度(du)(du)的(de)均勻的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，這(zhe)類鋼的(de)淬火(huo)加(jia)熱(re)溫度(du)(du)高(gao)于碳(tan)(tan)(tan)鋼和(he)合金結構鋼，即提(ti)高(gao)淬火(huo)加(jia)熱(re)溫度(du)(du)并適當(dang)延長保(bao)溫時間。
該(gai)類(lei)鋼導熱(re)性差，特別是在較(jiao)低溫(wen)度(du)時(shi)，導熱(re)性更差，為防(fang)止(zhi)加熱(re)過程中產生裂紋，保證零件的(de)內外溫(wen)差較(jiao)小，在淬火加熱(re)時(shi)應控(kong)制加熱(re)速(su)度(du)，或先行預熱(re)。根據經驗，在750℃以前，升溫(wen)速(su)度(du)應不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、2Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)，因它們的(de)(de)含碳量不(bu)(bu)同，原(yuan)始組織存在差異，所(suo)以(yi)，各(ge)自(zi)的(de)(de)淬火加熱溫度(du)略有不(bu)(bu)同。
1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼由于(yu)(yu)含(han)(han)碳量較低，加(jia)熱到淬火溫(wen)度(du)時，仍處于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)和鐵素體(ti)兩相區(qu)的邊(bian)緣部分(fen)，組(zu)織中會含(han)(han)有一定量的鐵素體(ti)，見圖4-15。
淬(cui)火冷卻后，這(zhe)部分未溶(rong)鐵素體保留(liu)在淬(cui)火鋼(gang)(gang)組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)。鐵素體量(liang)(liang)的多少，首先與(yu)含(han)碳量(liang)(liang)有(you)關，見圖4-16.此(ci)外(wai)，鉻(ge)的含(han)量(liang)(liang)及(ji)鉬、硅的殘存(cun)量(liang)(liang)均產(chan)生影響。淬(cui)火鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)鐵素體的存(cun)在，對(dui)硬度、機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)，尤其是沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)會產(chan)生不良影響，所以(yi)，在對(dui)有(you)較高機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)要求的零件(jian)(jian)選用1Cr13鋼(gang)(gang)時，應特(te)殊提出成(cheng)(cheng)分控(kong)制條件(jian)(jian)。生產(chan)實(shi)踐(jian)中(zhong)(zhong)(zhong)發(fa)現，盡(jin)管1Cr13鋼(gang)(gang)成(cheng)(cheng)分都(dou)在標準的合格范圍內，但當實(shi)際含(han)碳量(liang)(liang)低于0.11%,鉻(ge)量(liang)(liang)處于上限時（＞13%)組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的鐵素體含(han)量(liang)(liang)可達到15%~20%,而實(shi)際含(han)碳量(liang)(liang)控(kong)制在0.12%~0.15%,含(han)鉻(ge)量(liang)(liang)在下限時（＜12%),則組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)的鐵素體量(liang)(liang)可小(xiao)于5%。
淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)對組(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)鐵(tie)素體(ti)含(han)量(liang)也產(chan)生影響。從圖4-16可(ke)見，在(zai)(zai)成分(fen)一(yi)定(ding)時(shi)，加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)(zai)950~1100℃區間內，鐵(tie)素體(ti)量(liang)保(bao)持在(zai)(zai)較(jiao)低范圍。隨(sui)著(zhu)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)升高，鐵(tie)素體(ti)量(liang)明顯增(zeng)加(jia)。所以(yi)，在(zai)(zai)材料標(biao)準中(zhong)推薦的(de)1Cr13 鋼淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)950~1000℃,但在(zai)(zai)實(shi)際生產(chan)中(zhong)，為(wei)保(bao)證(zheng)碳及合(he)金元素的(de)充分(fen)溶解，常取(qu)淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)(zai)1000~1050℃.更(geng)高的(de)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)會引起組(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)鐵(tie)素體(ti)量(liang)增(zeng)加(jia)及晶粒長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)相對(dui)于1Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)來說，有更高(gao)的(de)含碳量，一(yi)般情況下，淬(cui)(cui)火后(hou)組織(zhi)中不(bu)會存在鐵素(su)體(ti)(ti)，淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)的(de)確定主要(yao)是(shi)保證鋼(gang)(gang)中的(de)碳化物能充(chong)分溶(rong)解于奧氏體(ti)(ti)中，以(yi)保證淬(cui)(cui)火、回火后(hou)獲得理想的(de)機械性(xing)能和(he)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。實(shi)(shi)踐證明(ming)，2Cr13、3Cr13鋼(gang)(gang)淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)選擇在980~1000℃且充(chong)分保溫即(ji)可(ke)，實(shi)(shi)際(ji)生產中的(de)加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)略提高(gao)一(yi)些，2Cr13淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)通常(chang)取1000~1030℃,而(er)3Cr13鋼(gang)(gang)中碳化物偏多，實(shi)(shi)際(ji)生產中淬(cui)(cui)火加(jia)(jia)熱(re)溫度(du)取1020~1050℃即(ji)可(ke)。
更高(gao)的(de)淬火加(jia)熱溫度(du)不宜采用，因為更高(gao)的(de)溫度(du)會(hui)引起奧(ao)氏體晶粒(li)粗(cu)大，帶(dai)來不良作(zuo)用，見圖(tu)4-17。
淬(cui)火加(jia)熱溫度(du)更高還會(hui)引起淬(cui)火硬度(du)下(xia)降，見圖4-18,這主(zhu)要是由(you)于合金(jin)元素和碳(tan)的過(guo)分溶解，增加(jia)了奧氏體的穩定性，淬(cui)火后會(hui)存在(zai)較多的殘留奧氏體的原因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由(you)于(yu)較高含鉻量的作用，使高溫(wen)奧氏體較穩(wen)定，等溫(wen)轉(zhuan)變(bian)曲線(xian)右移。見圖(tu)4-19和圖(tu)4-20及(ji)圖(tu)4-9.在(zai)冷(leng)卻過程中(zhong)不(bu)易發生珠(zhu)光(guang)體和貝氏體轉(zhuan)變(bian)，降低(di)了臨界冷(leng)卻速(su)度(du)，見圖(tu)4-21.在(zai)較低(di)的冷(leng)卻速(su)度(du)條件下，即(ji)可進(jin)行(xing)馬氏體轉(zhuan)變(bian)，獲得馬氏體組織，采用空冷(leng)或(huo)油冷(leng)均(jun)可得到較高的淬火硬度(du)。
但(dan)油冷卻比空氣冷卻的(de)鋼在(zai)調質硬度和強度相同的(de)情況(kuang)下，有(you)更好(hao)的(de)塑性(xing)和韌(ren)性(xing)。所以，在(zai)實際生產(chan)中，對(dui)于截面(mian)尺(chi)寸(cun)較(jiao)(jiao)大的(de)零(ling)件或對(dui)機械(xie)性(xing)能，尤其是塑性(xing)和韌(ren)性(xing)要(yao)求(qiu)較(jiao)(jiao)高的(de)零(ling)件，最好(hao)采用油冷，對(dui)于較(jiao)(jiao)小零(ling)件和形(xing)狀復雜，易產(chan)生淬火裂紋(wen)的(de)零(ling)件可采用空冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的臨界點（近似值）見(jian)表(biao)4-6。
三、回(hui)火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火冷卻后(hou)，獲得以馬氏體為(wei)基體的(de)組(zu)織(zhi)，因其固溶了碳，使晶(jing)格扭曲，存在較大的(de)應力，組(zu)織(zhi)不夠穩定，不能直接應用，淬火后(hou)必須(xu)經回(hui)火再使用。
這三種牌號(hao)的(de)馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)普遍應用于制造機械構件(jian)，要(yao)求具有(you)良好的(de)綜(zong)合機械性能(neng)和一定(ding)(ding)的(de)耐腐蝕性能(neng)，一般淬火(huo)(huo)后再經高溫回(hui)火(huo)(huo)，即調質熱處理狀態下使用。回(hui)火(huo)(huo)溫度可根據強韌性的(de)要(yao)求選定(ding)(ding)在(zai)550~750℃之間，回(hui)火(huo)(huo)后的(de)基體組(zu)織為索氏體，有(you)的(de)可能(neng)是(shi)保留(liu)淬火(huo)(huo)馬氏體位向的(de)板條狀或粒狀索氏體。1Cr13鋼(gang)(gang)回(hui)火(huo)(huo)組(zu)織中還(huan)可能(neng)存在(zai)有(you)淬火(huo)(huo)加熱時未(wei)溶的(de)鐵(tie)素體。見圖4-22。
對于(yu)3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，已屬(shu)于(yu)共(gong)析(xi)鋼(gang)，淬(cui)火(huo)后(hou)可(ke)(ke)獲(huo)得很(hen)高(gao)的硬(ying)(ying)度(du)(du)，也常用(yong)于(yu)制造有高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)，高(gao)耐磨性(xing)(xing)能(neng)要求(qiu)的零部件，如軸套、擋套、密封環等。這時可(ke)(ke)采用(yong)較低溫(wen)度(du)(du)的回(hui)火(huo)或者表面淬(cui)火(huo)后(hou)低溫(wen)回(hui)火(huo)，依據對使用(yong)硬(ying)(ying)度(du)(du)的要求(qiu)，回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)確定在(zai)200~350℃之間(jian)，可(ke)(ke)獲(huo)得40~55HRC的硬(ying)(ying)度(du)(du)。而400~550℃之間(jian)的回(hui)火(huo)，由于(yu)組織中會析(xi)出彌(mi)散度(du)(du)很(hen)高(gao)的合(he)金碳化物，耐腐蝕性(xing)(xing)降低，并產生較大的脆性(xing)(xing)，所(suo)以一般(ban)不(bu)推薦采用(yong)，只有用(yong)其制作彈性(xing)(xing)元件時，才采用(yong)這一區(qu)間(jian)的溫(wen)度(du)(du)回(hui)火(huo)，如3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)用(yong)于(yu)制造彈簧時，淬(cui)火(huo)油(you)冷后(hou)在(zai)450℃左(zuo)右回(hui)火(huo)，可(ke)(ke)保持(chi)硬(ying)(ying)度(du)(du)在(zai)45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度與硬度之間的(de)關系曲線見(jian)圖(tu)4-23~圖(tu)4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度(du)要求選定的(de)回(hui)火溫度(du)范圍見表4-7。
這(zhe)三種鋼的(de)回(hui)火冷卻(que)一般采(cai)(cai)用(yong)空(kong)冷，如果對韌性有(you)更(geng)高(gao)的(de)要求(qiu)時，也可采(cai)(cai)用(yong)油冷卻(que)，特(te)別是2Cr13鋼油冷比空(kong)冷的(de)韌性有(you)較大幅度(du)的(de)提高(gao)。
四、熱(re)處(chu)理時需要(yao)注意(yi)的一(yi)些(xie)問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成(cheng)分中碳含量的控制問題
在(zai)一些不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)相(xiang)關標(biao)準中(zhong)(zhong)(zhong)，對1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)標(biao)注為不(bu)(bu)(bu)大于(yu)(yu)0.15%,這(zhe)種對碳(tan)量(liang)(liang)(liang)無下(xia)限(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制為實際生(sheng)產帶(dai)來了麻煩，主要(yao)反映(ying)在(zai)熱(re)(re)處理(li)(li)和熱(re)(re)處理(li)(li)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)上(shang)。眾(zhong)所周知(zhi)，碳(tan)與硫、磷(lin)等有(you)(you)害元(yuan)素(su)(su)(su)不(bu)(bu)(bu)同，硫、磷(lin)控(kong)(kong)制得(de)越低(di)(di)(di)(di)越好，而(er)(er)(er)(er)碳(tan)在(zai)馬氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)雙重作(zuo)用決(jue)定了其含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)應有(you)(you)上(shang)限(xian)(xian)和下(xia)限(xian)(xian)控(kong)(kong)制，否則(ze)將滿足(zu)不(bu)(bu)(bu)了使用要(yao)求(qiu)。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)(di)(di)于(yu)(yu)0.09%,而(er)(er)(er)(er)鉻又是標(biao)準中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)、上(shang)限(xian)(xian)時，組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)會存在(zai)較多(duo)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體，這(zhe)不(bu)(bu)(bu)僅保證不(bu)(bu)(bu)了熱(re)(re)處理(li)(li)后的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)(xing)能，韌(ren)性(xing)(xing)很差，還(huan)會對復雜零件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)造(zao)生(sheng)產產生(sheng)不(bu)(bu)(bu)利作(zuo)用。在(zai)工廠鑄(zhu)造(zao)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉輪(lun)中(zhong)(zhong)(zhong)，就多(duo)次(ci)出現過因碳(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)(di)(di)而(er)(er)(er)(er)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)問題。比如，有(you)(you)一批(pi)ZG1Cr13泵葉輪(lun)經調(diao)質(zhi)熱(re)(re)處理(li)(li)后，機械性(xing)(xing)能達(da)不(bu)(bu)(bu)到指(zhi)標(biao)，特別是沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)很低(di)(di)(di)(di)，而(er)(er)(er)(er)且(qie)在(zai)葉輪(lun)開(kai)口(kou)部位葉片(pian)與蓋(gai)板相(xiang)連接處根部產生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，經過金相(xiang)分析，組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)有(you)(you)近20%左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)塊(kuai)狀鐵(tie)素(su)(su)(su)體，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)恰(qia)恰(qia)起源于(yu)(yu)鐵(tie)素(su)(su)(su)體塊(kuai)處，這(zhe)是因為鐵(tie)素(su)(su)(su)體強(qiang)度低(di)(di)(di)(di)于(yu)(yu)基體組(zu)織，在(zai)鑄(zhu)造(zao)和熱(re)(re)處理(li)(li)應力的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)，成(cheng)為薄(bo)弱(ruo)點而(er)(er)(er)(er)產生(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。后經對這(zhe)批(pi)鑄(zhu)件(jian)(jian)成(cheng)分復查，其含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)只達(da)0.07%,鉻為13.58%,硅為0.8%,正是由于(yu)(yu)碳(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)過低(di)(di)(di)(di)而(er)(er)(er)(er)鉻、硅偏上(shang)限(xian)(xian)，致使鋼組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)產生(sheng)了大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體，并(bing)導(dao)致性(xing)(xing)能降(jiang)低(di)(di)(di)(di)和產生(sheng)鑄(zhu)造(zao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。熱(re)(re)處理(li)(li)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。后將鑄(zhu)造(zao)葉輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)控(kong)(kong)制為不(bu)(bu)(bu)低(di)(di)(di)(di)于(yu)(yu)0.10%,最(zui)佳控(kong)(kong)制范圍為0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)過同類質(zhi)量(liang)(liang)(liang)問題。
2. 回(hui)火脆性(xing)問題
關于(yu)Cr13型(xing)馬氏體(ti)不銹鋼的回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)問(wen)題(ti)還缺(que)乏系統的研究，一般(ban)認(ren)為(wei)其存(cun)在回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)，特(te)別是(shi)2Cr13鋼回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)更敏(min)感(gan)一些。這幾種鋼應用于(yu)制造機械構件(jian)時，常(chang)在調質狀態下使用，對第二類回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)尤應注意，當要求有(you)高韌性(xing)(xing)時，回(hui)火(huo)(huo)時應采用油(you)冷(leng)。表4-8顯示了不同回(hui)火(huo)(huo)冷(leng)卻方法對2Cr13鋼沖擊韌性(xing)(xing)的影響。
3. 3Cr13 鋼(gang)淬火裂紋問題
在馬氏體(ti)不銹鋼中，3Cr13鋼的含碳(tan)量較高(gao)，淬(cui)火(huo)(huo)冷卻，特(te)別(bie)是油冷時(shi)會(hui)產生較大的淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)，其馬氏體(ti)轉變(bian)溫度又低，易產生淬(cui)火(huo)(huo)裂紋。所以，3Cr13鋼淬(cui)火(huo)(huo)時(shi)，應注(zhu)意(yi)防(fang)止(zhi)裂紋的發(fa)生。可采取以下一些(xie)措施。
①. 盡量(liang)在粗加工后淬火
因(yin)為鍛(duan)造或軋制坯件的表面(mian)可能存在細紋、劃痕(hen)等、將成(cheng)為淬(cui)火(huo)應力(li)集中點和淬(cui)火(huo)裂紋的誘因(yin)。如粗加工確實(shi)有困(kun)難，可用(yong)砂(sha)輪等工具(ju)磨掉表面(mian)缺陷(xian)。
②. 控制淬(cui)火加熱速度
這(zhe)類鋼(gang)一般都是塑(su)性差、導熱(re)性不好。淬火(huo)加熱(re)速(su)度(du)(du)過(guo)快，表(biao)面(mian)(mian)與心(xin)部溫(wen)差增(zeng)大，在(zai)表(biao)面(mian)(mian)層已發生(sheng)奧(ao)氏體轉變時，內(nei)層還處(chu)于較低(di)溫(wen)度(du)(du)的低(di)塑(su)性狀態(tai)，這(zhe)樣，表(biao)面(mian)(mian)層因奧(ao)氏轉變體積變小收縮，受到內(nei)層制(zhi)約，產(chan)生(sheng)拉應(ying)力(li)，當拉應(ying)力(li)超過(guo)材料破(po)斷強度(du)(du)時，即產(chan)生(sheng)裂紋(wen)。因此，可采用預熱(re)（500~700℃)或在(zai)低(di)溫(wen)段(duan)控制(zhi)升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)(du)不大于80℃/h,800℃后再提高升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)(du)等方(fang)法。
③. 控(kong)制淬(cui)火油冷卻時的(de)工件(jian)出油溫(wen)度。
這(zhe)類材料因(yin)合金元素(su)高(gao)，馬氏體轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)又低，如果淬(cui)火(huo)冷卻時(shi)間長，會(hui)增加(jia)淬(cui)火(huo)應(ying)力而(er)產生淬(cui)火(huo)裂紋(wen)，特別是截面(mian)較大(da)的(de)(de)零件(jian)，有時(shi)心部原始組織的(de)(de)缺陷比表(biao)面(mian)嚴(yan)重，加(jia)大(da)了淬(cui)火(huo)產生裂紋(wen)的(de)(de)可(ke)能性。可(ke)適當(dang)減緩工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)冷卻速度(du)。如控制工(gong)(gong)件(jian)出(chu)油(you)時(shi)的(de)(de)表(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度(du)，一般控制在馬氏體開始轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)以(yi)下150~200℃,或表(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度(du)不高(gao)于50~80℃.對于大(da)型工(gong)(gong)件(jian)，心部溫(wen)(wen)度(du)較高(gao)，熱量還會(hui)向表(biao)面(mian)傳遞，可(ke)采用油(you)－空(kong)氣(qi)－油(you)－空(kong)氣(qi)交替(ti)冷卻的(de)(de)方式(shi)，以(yi)減緩淬(cui)火(huo)應(ying)力。
在(zai)高碳馬氏體鋼(gang)油淬(cui)(cui)火(huo)冷(leng)卻(que)時，還應(ying)注(zhu)意的(de)一個(ge)問題是適(shi)當控制油的(de)攪(jiao)動(dong)速度。在(zai)保證油溫不(bu)大于(yu)80℃和不(bu)發生(sheng)火(huo)災的(de)條(tiao)件下，不(bu)必(bi)盲(mang)目(mu)追求和加(jia)大油的(de)冷(leng)卻(que)效果，試驗(yan)研(yan)究表明(ming)機械(xie)油在(zai)特別劇烈攪(jiao)動(dong)時的(de)淬(cui)(cui)火(huo)冷(leng)卻(que)能力會接近水(shui)的(de)淬(cui)(cui)火(huo)冷(leng)卻(que)能力，這對馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說(shuo)是很危險的(de)。這種情況也是有過教訓的(de)。
④. 淬火后及時回(hui)火
馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻(que)結(jie)束后(hou)(hou)，心部還會繼(ji)續發(fa)生(sheng)馬氏體轉(zhuan)變，不(bu)斷增加(jia)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應力，工(gong)件(jian)在(zai)(zai)放置(zhi)過(guo)程(cheng)中，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應力也會改變其分布(bu)方式，形(xing)成(cheng)新的(de)應力集中點，這都可(ke)能(neng)使淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)工(gong)件(jian)在(zai)(zai)放置(zhi)過(guo)程(cheng)中發(fa)生(sheng)開裂，所以，這類鋼(gang)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)應及(ji)時(shi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。工(gong)件(jian)冷卻(que)到室溫或(huo)用手可(ke)長(chang)期觸及(ji)的(de)溫度(du)時(shi)即(ji)可(ke)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)最(zui)多不(bu)要超(chao)過(guo)8小時(shi)應進行(xing)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其在(zai)(zai)北(bei)方冬季更(geng)應注意(yi)這一問題。曾經發(fa)生(sheng)過(guo)這類事(shi)故，在(zai)(zai)對一批(pi)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)泵(beng)軸淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)，因設備不(bu)足，未能(neng)及(ji)時(shi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，又恰逢冬天，氣溫較低(di)，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)放置(zhi)15小時(shi),結(jie)果這批(pi)軸全(quan)部開裂報廢。
