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(tui)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(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。
完全退火可改善鋼(gang)材鍛(duan)造(zao)、軋制、鑄造(zao)等(deng)加(jia)工后可能存在的不良組織，并為以后淬(cui)火、回火熱處理提供良好的組織保證；可以完全消除各種應力，降(jiang)低硬度(du)，便于(yu)加(jia)工。
鍛軋(ya)態(tai)的(de)1Cr13不銹鋼(gang)、2Cr13不銹鋼(gang)、3Cr13不銹鋼(gang)經完全退火后，硬度分別不大于150HB,180HB和210HB.
一些對機械性(xing)能、耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能要(yao)求不高(gao)的零部件可(ke)以在完全退(tui)火狀態下使用。
2. 等溫退(tui)火
等溫(wen)退火是把鋼(gang)加熱到奧(ao)氏(shi)體(ti)化溫(wen)度（一般采用850~880℃),也可以將鋼(gang)材鍛造或鑄(zhu)造后(hou)冷卻(que)到這一溫(wen)度區間，充分(fen)(fen)保(bao)溫(wen)，再冷卻(que)到該鋼(gang)奧(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)最快的溫(wen)度范圍（俗(su)稱(cheng)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)曲線(xian)的鼻子(zi)部分(fen)(fen)，為700~740℃)充分(fen)(fen)保(bao)溫(wen)，使奧(ao)氏(shi)體(ti)充分(fen)(fen)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)后(hou)空(kong)冷。
等溫退火(huo)可(ke)以(yi)起到完全退火(huo)的作用(yong)，而且(qie)比完全退火(huo)縮短了(le)占用(yong)加熱爐(lu)的時間，提高(gao)了(le)效率。
在工作實踐中還發(fa)現，這(zhe)類馬氏體不(bu)銹鋼的(de)等溫退火(huo)(huo)對改善不(bu)良的(de)鍛造(zao)組織，提(ti)高(gao)淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后的(de)力學性能，特別(bie)是(shi)提(ti)高(gao)沖擊(ji)韌性有著特殊的(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(ming)，鋼的(de)非平(ping)衡組織(zhi)再次加(jia)熱(re)，發生奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)時(shi)，新相(xiang)可(ke)能生成(cheng)球形(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，也可(ke)能生成(cheng)針形(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，或者同時(shi)生成(cheng)兩種奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)。如果轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)產物以(yi)針形(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)為主，則在(zai)加(jia)熱(re)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)完成(cheng)后(hou)(hou)，鍛后(hou)(hou)得到的(de)粗大(da)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶粒(li)組織(zhi)會得到恢復(fu)并(bing)造成(cheng)組織(zhi)遺傳。可(ke)想而知，這種具有粗大(da)的(de)或不均勻(yun)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，在(zai)淬(cui)火冷卻時(shi)必(bi)(bi)然得到粗大(da)的(de)或不均勻(yun)的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)，經回(hui)火后(hou)(hou)，獲得不均勻(yun)索氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)，這必(bi)(bi)將(jiang)引起力學(xue)性(xing)能，特別是沖擊韌性(xing)的(de)降低。
基于這種(zhong)分(fen)析，我(wo)們將這批泵軸重(zhong)新(xin)進行了等溫退火處(chu)理，獲(huo)得了鐵素(su)體(ti)和碳化(hua)物的(de)平衡組(zu)織。
經等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)的(de)泵軸再用原淬(cui)火(huo)、回(hui)火(huo)工藝(yi)處理后(hou)(hou)（（970±10)℃加熱(re)保溫(wen)后(hou)(hou)油(you)冷，（685±10)℃加熱(re)保溫(wen)后(hou)(hou)油(you)冷），力學(xue)性能(neng)完全(quan)達到技術要求，實檢性能(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(san)個試樣分別為(wei)(wei)(wei)79.0J、74J和74J,平均為(wei)(wei)(wei)75.7J.未經等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)的(de)淬(cui)火(huo)、回(hui)火(huo)組織和經等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)后(hou)(hou)的(de)淬(cui)火(huo)、回(hui)火(huo)組織分別是(shi)圖4-11和圖4-12。
3. 低溫退(tui)火
馬氏體不(bu)銹鋼(gang)低溫(wen)(wen)退火(huo)，有的稱(cheng)(cheng)高溫(wen)(wen)回火(huo)（嚴格從(cong)定義上來(lai)講和作用目的方(fang)面看，稱(cheng)(cheng)高溫(wen)(wen)回火(huo)是(shi)不(bu)準確的），是(shi)把鋼(gang)加熱到Ac1溫(wen)(wen)度(du)以上（有時略低于(yu)Ac1溫(wen)(wen)度(du)）至A3溫(wen)(wen)度(du)以下，保溫(wen)(wen)后(hou)爐(lu)冷或空冷。這種退火(huo)可以使鋼(gang)軟化(hua)，便于(yu)加工和消除應(ying)力。對于(yu)改善組織的作用遠不(bu)如(ru)完全退火(huo)和等溫(wen)(wen)退火(huo)。
低(di)溫退火(huo)一般用于(yu)較小的鑄件(jian)(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)(jian)或以后還經淬火(huo)、回(hui)火(huo)熱(re)處(chu)理的零(ling)(ling)部(bu)件(jian)(jian)(jian)。較大(da)的鑄件(jian)(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)(jian)及應力(li)很大(da)的零(ling)(ling)部(bu)件(jian)(jian)(jian)毛坯(pi)，還是采用完全退火(huo)或等(deng)溫退火(huo)為好。
1Cr13不銹鋼(gang)、2Cr13不銹鋼(gang)、3Cr13不銹鋼(gang)低溫(wen)退火(huo)溫(wen)度為740~780℃,如果(guo)以(yi)消除(chu)應力(li)為主要目(mu)的，可以(yi)降低加熱(re)溫(wen)度至(zhi)700℃左右。保溫(wen)后一般爐(lu)冷至(zhi)500℃以(yi)下出爐(lu)空冷。
低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)后的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)一般高于完全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)后的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)30~40HB,依含碳量不(bu)同，可保持在(zai)180~230HB.當(dang)然，低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)選擇的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)越(yue)高，硬(ying)度(du)(du)(du)越(yue)低。圖4-13和圖4-14分別(bie)顯示了1Cr13不(bu)銹鋼低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)和完全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)、保溫(wen)(wen)時間(jian)與硬(ying)度(du)(du)(du)的(de)關(guan)系(xi)及低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)與完全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)后的(de)硬(ying)度(du)(du)(du)差(cha)異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全退火后應保證的(de)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(huo)
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼淬火的(de)(de)主要(yao)目的(de)(de)是要(yao)獲(huo)得(de)馬氏(shi)體組(zu)織(zhi)(zhi)。即將其加(jia)熱到A3以(yi)(yi)上的(de)(de)一個(ge)溫度(du)范圍，使合金碳化物充分(fen)溶(rong)解，得(de)到碳與(yu)鉻較均勻(yun)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體，然后，以(yi)(yi)適當的(de)(de)速度(du)冷卻(que)下(xia)來，最終獲(huo)得(de)馬氏(shi)體組(zu)織(zhi)(zhi)。
1. 淬火(huo)加熱
Cr13型馬氏體(ti)不銹鋼(gang)因含有較高的(de)鉻(ge)(ge)含量，提(ti)高了相變(bian)點Ac3,又因大量的(de)合金(jin)碳(tan)(tan)化物的(de)存在，使(shi)組織中的(de)碳(tan)(tan)和(he)(he)鉻(ge)(ge)元素(su)分布不均(jun)，其在加熱過(guo)程中擴散(san)速度緩慢，所以，為使(shi)碳(tan)(tan)化物充分溶解，得到成(cheng)分比較均(jun)勻(yun)的(de)奧氏體(ti)及冷卻(que)之(zhi)后得到有足夠碳(tan)(tan)、鉻(ge)(ge)飽和(he)(he)度的(de)均(jun)勻(yun)的(de)馬氏體(ti)組織，這類(lei)鋼(gang)的(de)淬火(huo)加熱溫度高于碳(tan)(tan)鋼(gang)和(he)(he)合金(jin)結構鋼(gang)，即提(ti)高淬火(huo)加熱溫度并適當延(yan)長保溫時間(jian)。
該類(lei)鋼導熱(re)(re)性(xing)差，特別是在(zai)較低(di)溫(wen)(wen)度(du)時，導熱(re)(re)性(xing)更差，為防止加(jia)熱(re)(re)過程中產生裂紋，保(bao)證零件的內外溫(wen)(wen)差較小，在(zai)淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)時應控制加(jia)熱(re)(re)速度(du)，或(huo)先行預熱(re)(re)。根據經驗，在(zai)750℃以(yi)前(qian)，升溫(wen)(wen)速度(du)應不大于80℃/h。
1Cr13不銹鋼、2Cr13不銹鋼、3Cr13不銹鋼，因(yin)它們的(de)含碳量不同(tong)(tong)，原始組織存在差(cha)異(yi)，所以(yi)，各自的(de)淬(cui)火加熱溫度略有(you)不同(tong)(tong)。
1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼由于含(han)碳量(liang)較低，加熱到淬火(huo)溫度時，仍處于奧氏體(ti)和鐵素體(ti)兩(liang)相區的邊緣部分，組織中會含(han)有一(yi)定量(liang)的鐵素體(ti)，見圖(tu)4-15。
淬(cui)火冷(leng)卻后，這部分未溶鐵(tie)素體(ti)(ti)保留在(zai)淬(cui)火鋼組織中(zhong)。鐵(tie)素體(ti)(ti)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)多(duo)少(shao)，首先與含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)有(you)關，見圖4-16.此外，鉻的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)及鉬、硅的(de)(de)(de)殘存量(liang)(liang)均產(chan)生影響(xiang)。淬(cui)火鋼中(zhong)鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)存在(zai)，對(dui)硬度、機(ji)(ji)械性能(neng)，尤其是沖擊韌性會產(chan)生不良影響(xiang)，所以，在(zai)對(dui)有(you)較高機(ji)(ji)械性能(neng)要求(qiu)的(de)(de)(de)零(ling)件(jian)選用1Cr13鋼時(shi)，應(ying)特殊提出成分控(kong)制條件(jian)。生產(chan)實踐中(zhong)發現，盡管1Cr13鋼成分都在(zai)標準(zhun)的(de)(de)(de)合格范圍(wei)內，但當實際含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)低于(yu)0.11%,鉻量(liang)(liang)處于(yu)上(shang)限(xian)時(shi)（＞13%)組織中(zhong)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)可(ke)(ke)達到15%~20%,而實際含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)控(kong)制在(zai)0.12%~0.15%,含(han)(han)鉻量(liang)(liang)在(zai)下(xia)限(xian)時(shi)（＜12%),則組織中(zhong)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)量(liang)(liang)可(ke)(ke)小(xiao)于(yu)5%。
淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)對組織中(zhong)(zhong)的(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)含量(liang)也(ye)產生影(ying)響。從(cong)圖4-16可見，在(zai)成分(fen)一定時，加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)在(zai)950~1100℃區間內，鐵素(su)(su)(su)體(ti)量(liang)保(bao)持在(zai)較低(di)范圍。隨(sui)著加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)升高，鐵素(su)(su)(su)體(ti)量(liang)明顯增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。所以，在(zai)材料標準中(zhong)(zhong)推薦的(de)1Cr13 鋼淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)為950~1000℃,但在(zai)實際生產中(zhong)(zhong)，為保(bao)證碳及(ji)合金元素(su)(su)(su)的(de)充分(fen)溶解，常取淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)在(zai)1000~1050℃.更高的(de)加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)會引起組織中(zhong)(zhong)的(de)鐵素(su)(su)(su)體(ti)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)及(ji)晶粒長大。
2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)相對于(yu)1Cr13不銹(xiu)鋼(gang)來(lai)說，有更高的(de)含碳(tan)(tan)量(liang)，一般情況下，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)組(zu)織中不會存(cun)在鐵(tie)素體，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)的(de)確定(ding)主要是保(bao)證(zheng)鋼(gang)中的(de)碳(tan)(tan)化物能(neng)(neng)充(chong)分溶解于(yu)奧氏體中，以保(bao)證(zheng)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)后(hou)獲得理想的(de)機械性能(neng)(neng)和(he)耐(nai)腐蝕性。實踐證(zheng)明(ming)，2Cr13、3Cr13鋼(gang)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)選擇在980~1000℃且充(chong)分保(bao)溫(wen)即可(ke)，實際生(sheng)產中的(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)略提高一些，2Cr13淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)通常取(qu)1000~1030℃,而(er)3Cr13鋼(gang)中碳(tan)(tan)化物偏(pian)多(duo)，實際生(sheng)產中淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)取(qu)1020~1050℃即可(ke)。
更(geng)高的(de)淬(cui)火加熱溫(wen)度不(bu)宜采(cai)用，因為(wei)更(geng)高的(de)溫(wen)度會引(yin)起奧(ao)氏體(ti)晶粒(li)粗(cu)大，帶來不(bu)良(liang)作用，見圖4-17。
淬火(huo)加熱(re)溫度(du)更高(gao)還會引起淬火(huo)硬度(du)下降，見圖(tu)4-18,這主要(yao)是由于合金(jin)元(yuan)素和碳的(de)(de)(de)(de)過分溶解，增加了奧氏體的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)，淬火(huo)后(hou)會存在較多的(de)(de)(de)(de)殘留(liu)奧氏體的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較(jiao)高含鉻量(liang)的(de)作(zuo)用(yong)，使高溫奧氏(shi)(shi)(shi)體較(jiao)穩定，等溫轉變曲線右(you)移。見圖(tu)4-19和圖(tu)4-20及圖(tu)4-9.在冷(leng)(leng)卻過程中不易發生珠(zhu)光體和貝氏(shi)(shi)(shi)體轉變，降低了臨界冷(leng)(leng)卻速度，見圖(tu)4-21.在較(jiao)低的(de)冷(leng)(leng)卻速度條(tiao)件(jian)下(xia)，即(ji)可進行馬氏(shi)(shi)(shi)體轉變，獲(huo)得(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體組(zu)織(zhi)，采(cai)用(yong)空冷(leng)(leng)或油(you)冷(leng)(leng)均可得(de)到較(jiao)高的(de)淬火(huo)硬度。
但油冷(leng)卻(que)比(bi)空氣冷(leng)卻(que)的(de)(de)鋼在調質硬度和(he)(he)強度相同的(de)(de)情況(kuang)下，有(you)更(geng)好的(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)韌性(xing)(xing)(xing)。所(suo)以，在實(shi)際生產中(zhong)，對(dui)于截面尺(chi)寸較大的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)或對(dui)機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)，尤其是塑性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)韌性(xing)(xing)(xing)要求(qiu)較高(gao)的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)，最好采用油冷(leng)，對(dui)于較小零(ling)件(jian)(jian)和(he)(he)形(xing)狀復雜，易產生淬(cui)火裂紋(wen)的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)可采用空冷(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的臨(lin)界點（近似值）見表4-6。
三、回(hui)火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼淬(cui)火冷(leng)卻后，獲得(de)以(yi)馬(ma)氏體為基體的(de)組(zu)織，因其固溶了碳，使(shi)晶(jing)格(ge)扭曲，存在較大(da)的(de)應(ying)力，組(zu)織不(bu)夠穩定，不(bu)能直接應(ying)用，淬(cui)火后必須經回火再使(shi)用。
這三種(zhong)牌號的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)普遍(bian)應用(yong)于制造(zao)機械(xie)構件，要(yao)求具有(you)良好的(de)(de)(de)綜合(he)機械(xie)性能(neng)和一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)耐腐蝕性能(neng)，一般淬火(huo)后再經高(gao)溫回(hui)(hui)火(huo)，即(ji)調(diao)質熱處理狀態下使用(yong)。回(hui)(hui)火(huo)溫度可(ke)根據(ju)強韌(ren)性的(de)(de)(de)要(yao)求選定(ding)(ding)在(zai)550~750℃之間，回(hui)(hui)火(huo)后的(de)(de)(de)基體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)為(wei)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，有(you)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)是保留淬火(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)位向的(de)(de)(de)板(ban)條狀或(huo)粒狀索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。1Cr13鋼(gang)回(hui)(hui)火(huo)組織(zhi)中還可(ke)能(neng)存在(zai)有(you)淬火(huo)加熱時(shi)未(wei)溶(rong)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)。見(jian)圖(tu)4-22。
對(dui)于(yu)(yu)3Cr13不銹鋼(gang)，已屬于(yu)(yu)共(gong)析鋼(gang)，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后可(ke)獲(huo)得很高(gao)的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)，也常用于(yu)(yu)制造有高(gao)硬(ying)(ying)度(du)，高(gao)耐磨(mo)性能要(yao)求的(de)(de)(de)零部件(jian)，如軸(zhou)套、擋套、密封環等。這時(shi)可(ke)采(cai)用較(jiao)低溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)或者表(biao)面淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，依據對(dui)使用硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)要(yao)求，回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)確定在200~350℃之(zhi)間，可(ke)獲(huo)得40~55HRC的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)。而400~550℃之(zhi)間的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，由于(yu)(yu)組織(zhi)中會析出彌散度(du)很高(gao)的(de)(de)(de)合金(jin)碳化物，耐腐蝕性降低，并(bing)產生較(jiao)大的(de)(de)(de)脆性，所以(yi)一(yi)般(ban)不推(tui)薦采(cai)用，只有用其制作彈性元件(jian)時(shi)，才采(cai)用這一(yi)區間的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，如3Cr13不銹鋼(gang)用于(yu)(yu)制造彈簧時(shi)，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)油冷后在450℃左右回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，可(ke)保持硬(ying)(ying)度(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度(du)與(yu)硬度(du)之(zhi)間的關系曲線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬(ying)度要求選定的回火溫度范圍見表(biao)4-7。
這三種鋼(gang)的回(hui)火冷(leng)(leng)卻(que)一(yi)般采(cai)用空(kong)冷(leng)(leng)，如(ru)果對韌性有(you)更高(gao)的要求時，也可采(cai)用油冷(leng)(leng)卻(que)，特(te)別(bie)是2Cr13鋼(gang)油冷(leng)(leng)比空(kong)冷(leng)(leng)的韌性有(you)較大幅度的提(ti)高(gao)。
四、熱(re)處理時(shi)需(xu)要注意的一些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳含(han)量的控制問題
在(zai)一(yi)些不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相關標準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，對1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)標注為(wei)不(bu)(bu)大(da)(da)于0.15%,這種對碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)無下限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制為(wei)實際生(sheng)產(chan)(chan)帶來了麻煩，主要反(fan)映在(zai)熱(re)處理(li)和熱(re)處理(li)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)上。眾(zhong)所周知(zhi)，碳(tan)(tan)(tan)與硫(liu)、磷(lin)等(deng)有(you)害元素不(bu)(bu)同(tong)，硫(liu)、磷(lin)控制得越(yue)低越(yue)好，而(er)(er)(er)碳(tan)(tan)(tan)在(zai)馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙重(zhong)作(zuo)用(yong)決定了其(qi)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)應(ying)有(you)上限(xian)和下限(xian)控制，否則(ze)將滿足(zu)不(bu)(bu)了使用(yong)要求。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)低于0.09%,而(er)(er)(er)鉻又是標準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、上限(xian)時，組織中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)存在(zai)較多(duo)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)，這不(bu)(bu)僅保(bao)證不(bu)(bu)了熱(re)處理(li)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械性(xing)能(neng)，韌性(xing)很差(cha)，還會(hui)對復(fu)雜(za)零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)造(zao)生(sheng)產(chan)(chan)產(chan)(chan)生(sheng)不(bu)(bu)利作(zuo)用(yong)。在(zai)工(gong)廠鑄(zhu)造(zao)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)(xie)輪中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，就多(duo)次(ci)出(chu)現過因碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)低而(er)(er)(er)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)問(wen)題。比如，有(you)一(yi)批ZG1Cr13泵葉(xie)(xie)輪經調質(zhi)(zhi)熱(re)處理(li)后，機(ji)械性(xing)能(neng)達(da)不(bu)(bu)到指標，特別(bie)是沖擊韌性(xing)很低，而(er)(er)(er)且在(zai)葉(xie)(xie)輪開口部位葉(xie)(xie)片與蓋板(ban)相連(lian)接處根(gen)部產(chan)(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋，經過金相分(fen)析，組織中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)有(you)近20%左右的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塊(kuai)狀鐵素體(ti)，裂(lie)(lie)紋恰恰起(qi)源于鐵素體(ti)塊(kuai)處，這是因為(wei)鐵素體(ti)強度低于基(ji)體(ti)組織，在(zai)鑄(zhu)造(zao)和熱(re)處理(li)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下，成為(wei)薄弱點而(er)(er)(er)產(chan)(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋。后經對這批鑄(zhu)件(jian)成分(fen)復(fu)查，其(qi)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)只達(da)0.07%,鉻為(wei)13.58%,硅(gui)為(wei)0.8%,正(zheng)是由于碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)過低而(er)(er)(er)鉻、硅(gui)偏上限(xian)，致(zhi)(zhi)使鋼組織中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)了大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)，并導致(zhi)(zhi)性(xing)能(neng)降低和產(chan)(chan)生(sheng)鑄(zhu)造(zao)裂(lie)(lie)紋。熱(re)處理(li)裂(lie)(lie)紋。后將鑄(zhu)造(zao)葉(xie)(xie)輪ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)控制為(wei)不(bu)(bu)低于0.10%,最佳控制范圍(wei)為(wei)0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)過同(tong)類質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)問(wen)題。
2. 回火脆性問(wen)題
關于Cr13型馬氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)(de)回(hui)火脆(cui)性(xing)問題還缺乏系(xi)統(tong)的(de)(de)研究，一(yi)般(ban)認為其存(cun)在回(hui)火脆(cui)性(xing)，特別是2Cr13鋼回(hui)火脆(cui)性(xing)更敏感一(yi)些。這幾種鋼應用(yong)于制造(zao)機(ji)械構件(jian)時，常在調質狀態下使用(yong)，對第(di)二(er)類回(hui)火脆(cui)性(xing)尤應注意，當要求有高韌性(xing)時，回(hui)火時應采用(yong)油冷。表4-8顯(xian)示了不(bu)同(tong)回(hui)火冷卻方(fang)法對2Cr13鋼沖擊韌性(xing)的(de)(de)影響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂紋問(wen)題
在(zai)馬氏體不銹鋼中，3Cr13鋼的(de)含碳量較高，淬火(huo)冷卻，特(te)別是油冷時會產生(sheng)(sheng)較大的(de)淬火(huo)應(ying)力，其馬氏體轉變溫(wen)度又低，易產生(sheng)(sheng)淬火(huo)裂紋。所以(yi)，3Cr13鋼淬火(huo)時，應(ying)注意防止裂紋的(de)發生(sheng)(sheng)。可采取以(yi)下一些措施。
①. 盡量(liang)在粗加工后淬火
因(yin)(yin)為鍛(duan)造或軋制坯件的(de)表面可(ke)能存在細紋、劃(hua)痕等、將成為淬火應力(li)集中點和淬火裂(lie)紋的(de)誘因(yin)(yin)。如粗加(jia)工確(que)實(shi)有困難，可(ke)用砂(sha)輪(lun)等工具磨掉(diao)表面缺陷。
②. 控制(zhi)淬火(huo)加(jia)熱(re)速度
這類鋼一般都是塑性差、導熱性不(bu)好。淬(cui)火加熱速(su)度(du)過快，表(biao)面與心部溫(wen)差增大，在(zai)表(biao)面層已發生(sheng)奧(ao)氏體轉變時，內層還處于較低溫(wen)度(du)的(de)低塑性狀態，這樣，表(biao)面層因(yin)奧(ao)氏轉變體積變小收(shou)縮，受到內層制約(yue)，產生(sheng)拉應力(li)，當拉應力(li)超過材料破斷強度(du)時，即產生(sheng)裂紋(wen)。因(yin)此，可采用(yong)預熱（500~700℃)或(huo)在(zai)低溫(wen)段(duan)控制升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)不(bu)大于80℃/h,800℃后再提高升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)等方法。
③. 控制淬火油(you)(you)冷卻時的工件出油(you)(you)溫(wen)度。
這(zhe)類材料因合(he)金元素高(gao)，馬氏體(ti)轉(zhuan)變溫度(du)(du)又低，如(ru)果(guo)淬(cui)(cui)火冷(leng)卻時(shi)(shi)間長，會增(zeng)加(jia)淬(cui)(cui)火應力(li)而產(chan)生淬(cui)(cui)火裂紋，特(te)別是截(jie)面(mian)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)零(ling)件(jian)，有時(shi)(shi)心部原(yuan)始組織的(de)(de)缺陷比表(biao)面(mian)嚴重，加(jia)大(da)(da)了(le)淬(cui)(cui)火產(chan)生裂紋的(de)(de)可(ke)能性。可(ke)適當減(jian)緩(huan)工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)冷(leng)卻速度(du)(du)。如(ru)控制工(gong)(gong)件(jian)出油時(shi)(shi)的(de)(de)表(biao)面(mian)溫度(du)(du)，一(yi)般控制在(zai)馬氏體(ti)開始轉(zhuan)變溫度(du)(du)以下150~200℃,或表(biao)面(mian)溫度(du)(du)不(bu)高(gao)于(yu)50~80℃.對(dui)于(yu)大(da)(da)型工(gong)(gong)件(jian)，心部溫度(du)(du)較(jiao)高(gao)，熱量還(huan)會向表(biao)面(mian)傳(chuan)遞，可(ke)采用油－空(kong)氣－油－空(kong)氣交替冷(leng)卻的(de)(de)方式，以減(jian)緩(huan)淬(cui)(cui)火應力(li)。
在高碳馬氏體鋼(gang)油(you)淬(cui)火(huo)冷卻時，還應注意的(de)(de)一個問(wen)題(ti)是適當控制油(you)的(de)(de)攪(jiao)動速(su)度。在保證油(you)溫不大(da)于80℃和不發(fa)生(sheng)火(huo)災(zai)的(de)(de)條件下(xia)，不必盲(mang)目(mu)追求(qiu)和加大(da)油(you)的(de)(de)冷卻效果，試驗研究表明機(ji)械油(you)在特(te)別劇烈攪(jiao)動時的(de)(de)淬(cui)火(huo)冷卻能力會接(jie)近水的(de)(de)淬(cui)火(huo)冷卻能力，這對馬氏體不銹鋼(gang)來說是很危(wei)險的(de)(de)。這種情況也是有(you)過教(jiao)訓的(de)(de)。
④. 淬火后及(ji)時回火
馬氏體(ti)(ti)不銹鋼在(zai)淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)冷(leng)卻結(jie)束后(hou)，心部還會繼(ji)續發生(sheng)馬氏體(ti)(ti)轉變，不斷增加淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應力，工(gong)件在(zai)放(fang)(fang)置(zhi)過(guo)(guo)程中，淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應力也會改變其分布方(fang)式，形成(cheng)新(xin)的應力集中點，這(zhe)都可能使淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)工(gong)件在(zai)放(fang)(fang)置(zhi)過(guo)(guo)程中發生(sheng)開裂，所以，這(zhe)類(lei)鋼淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)應及(ji)時(shi)(shi)(shi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。工(gong)件冷(leng)卻到室溫或用(yong)手可長期(qi)觸及(ji)的溫度(du)時(shi)(shi)(shi)即可回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)最多不要超過(guo)(guo)8小時(shi)(shi)(shi)應進行回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其在(zai)北方(fang)冬季更(geng)應注意這(zhe)一問(wen)題。曾經發生(sheng)過(guo)(guo)這(zhe)類(lei)事故，在(zai)對一批(pi)馬氏體(ti)(ti)不銹鋼泵軸淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)，因設備不足，未(wei)能及(ji)時(shi)(shi)(shi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，又恰逢冬天，氣溫較(jiao)低(di)，淬(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)放(fang)(fang)置(zhi)15小時(shi)(shi)(shi),結(jie)果這(zhe)批(pi)軸全(quan)部開裂報廢。
