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. 完全退火(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(wan)全退火(huo)(huo)(huo)可改善(shan)鋼材鍛造、軋制、鑄(zhu)造等加工(gong)后可能存在的不良組織，并為以后淬火(huo)(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)(huo)熱處理(li)提供良好(hao)的組織保證；可以完(wan)全消除各種(zhong)應力(li)，降低硬度，便于(yu)加工(gong)。
鍛(duan)軋態(tai)的1Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、2Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)經完(wan)全退火后，硬(ying)度分別不(bu)(bu)大(da)于150HB,180HB和210HB.
一(yi)些對(dui)機械(xie)性(xing)(xing)能、耐腐蝕性(xing)(xing)能要求不(bu)高(gao)的(de)零部件可以在完(wan)全退火狀態下使用。
2. 等溫(wen)退火
等溫退火是把鋼加熱到(dao)奧氏(shi)體(ti)化(hua)溫度(du)(du)(du)（一般采用850~880℃),也(ye)可(ke)以將鋼材鍛造或鑄造后冷卻到(dao)這(zhe)一溫度(du)(du)(du)區間，充分(fen)保溫，再冷卻到(dao)該(gai)鋼奧氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變最(zui)快的(de)溫度(du)(du)(du)范圍(wei)（俗稱轉(zhuan)變曲線的(de)鼻子部分(fen)，為700~740℃)充分(fen)保溫，使奧氏(shi)體(ti)充分(fen)轉(zhuan)變后空冷。
等(deng)溫退(tui)火(huo)可以起到完全退(tui)火(huo)的(de)作用，而(er)且(qie)比(bi)完全退(tui)火(huo)縮短了占(zhan)用加熱爐的(de)時間(jian)，提(ti)高(gao)了效(xiao)率(lv)。
在工(gong)作(zuo)實踐中(zhong)還發現，這類馬氏體不銹鋼的等溫(wen)退火(huo)對(dui)改(gai)善不良的鍛造組織，提高淬火(huo)、回火(huo)后的力學(xue)性能，特(te)別是(shi)提高沖擊韌性有(you)著特(te)殊的作(zuo)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。
研究表明，鋼的(de)(de)非平衡組(zu)(zu)織(zhi)再(zai)次加熱(re)，發生(sheng)(sheng)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體轉變時，新相可(ke)能(neng)生(sheng)(sheng)成球形(xing)(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體，也(ye)可(ke)能(neng)生(sheng)(sheng)成針(zhen)形(xing)(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體，或者同時生(sheng)(sheng)成兩(liang)種奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體。如果(guo)轉變產物以針(zhen)形(xing)(xing)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體為主，則在(zai)加熱(re)轉變完(wan)成后(hou)(hou)，鍛后(hou)(hou)得到的(de)(de)粗(cu)大的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體晶(jing)粒組(zu)(zu)織(zhi)會得到恢復并造(zao)成組(zu)(zu)織(zhi)遺傳。可(ke)想而知，這種具(ju)有粗(cu)大的(de)(de)或不均勻(yun)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體，在(zai)淬火(huo)冷卻時必然得到粗(cu)大的(de)(de)或不均勻(yun)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體組(zu)(zu)織(zhi)，經回火(huo)后(hou)(hou)，獲(huo)得不均勻(yun)索氏(shi)(shi)(shi)體組(zu)(zu)織(zhi)，這必將引起力學性能(neng)，特別是(shi)沖擊韌性的(de)(de)降(jiang)低。
基于這(zhe)種分析，我們(men)將(jiang)這(zhe)批泵軸重新(xin)進行了(le)等溫退火處理，獲得了(le)鐵(tie)素體和碳化(hua)物的平衡組織。
經等(deng)(deng)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)的泵軸再用原(yuan)淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)工藝處理后(hou)（（970±10)℃加熱保溫(wen)后(hou)油冷，（685±10)℃加熱保溫(wen)后(hou)油冷），力學性能(neng)完全達(da)到技術要求，實(shi)檢性能(neng)：Rm為(wei)790N/m㎡;R0.2為(wei)660N/m㎡;A為(wei)22%;Z為(wei)66%;Av,三個試樣分(fen)(fen)別為(wei)79.0J、74J和74J,平(ping)均為(wei)75.7J.未經等(deng)(deng)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)的淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)組織和經等(deng)(deng)溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)后(hou)的淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)組織分(fen)(fen)別是圖(tu)4-11和圖(tu)4-12。
3. 低溫退(tui)火(huo)
馬(ma)氏體不銹鋼(gang)低(di)溫(wen)(wen)退火，有的稱(cheng)高溫(wen)(wen)回火（嚴(yan)格從定義(yi)上來講和作用目的方面看，稱(cheng)高溫(wen)(wen)回火是(shi)不準確的），是(shi)把鋼(gang)加熱到Ac1溫(wen)(wen)度(du)以上（有時略低(di)于(yu)Ac1溫(wen)(wen)度(du)）至(zhi)A3溫(wen)(wen)度(du)以下(xia)，保(bao)溫(wen)(wen)后爐冷或空(kong)冷。這種(zhong)退火可以使鋼(gang)軟(ruan)化，便于(yu)加工和消除應力。對于(yu)改善組織的作用遠不如完全退火和等溫(wen)(wen)退火。
低溫退(tui)火一般用于較(jiao)小的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)(jian)或以后(hou)還經淬火、回火熱(re)處理的(de)零部(bu)件(jian)(jian)(jian)。較(jiao)大(da)的(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)(jian)及(ji)應力很大(da)的(de)零部(bu)件(jian)(jian)(jian)毛(mao)坯，還是(shi)采(cai)用完全退(tui)火或等溫退(tui)火為(wei)好(hao)。
1Cr13不銹鋼(gang)(gang)、2Cr13不銹鋼(gang)(gang)、3Cr13不銹鋼(gang)(gang)低溫(wen)(wen)(wen)退火溫(wen)(wen)(wen)度(du)為740~780℃,如果以消(xiao)除(chu)應力為主要目的(de)，可以降低加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)至(zhi)700℃左右。保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后一(yi)般(ban)爐冷至(zhi)500℃以下出爐空冷。
低(di)溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)后的硬(ying)(ying)度(du)(du)一般高(gao)于完(wan)全退火(huo)后的硬(ying)(ying)度(du)(du)30~40HB,依含(han)碳(tan)量不同，可保持在180~230HB.當然，低(di)溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)選擇的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)高(gao)，硬(ying)(ying)度(du)(du)越(yue)(yue)低(di)。圖4-13和(he)圖4-14分(fen)別顯示(shi)了1Cr13不銹鋼低(di)溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)和(he)完(wan)全退火(huo)加熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)、保溫(wen)(wen)(wen)時間與硬(ying)(ying)度(du)(du)的關系(xi)及低(di)溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)與完(wan)全退火(huo)后的硬(ying)(ying)度(du)(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全退火后應保證的(de)機械性能(neng)(neng)見表(biao)4-4,實測性能(neng)(neng)見表(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)主要目的(de)是要獲得馬(ma)(ma)氏體組(zu)織。即將其(qi)加(jia)熱到A3以上的(de)一個(ge)溫度(du)范圍，使(shi)合金碳(tan)(tan)化物(wu)充(chong)分溶解，得到碳(tan)(tan)與鉻較均(jun)勻的(de)奧氏體，然(ran)后(hou)，以適當的(de)速度(du)冷卻下來，最終獲得馬(ma)(ma)氏體組(zu)織。
1. 淬火加熱
Cr13型馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)因(yin)含(han)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)鉻含(han)量，提(ti)高(gao)了相變點Ac3,又因(yin)大量的(de)(de)(de)合(he)(he)金碳化物的(de)(de)(de)存在，使組織(zhi)中的(de)(de)(de)碳和(he)鉻元(yuan)素分布(bu)不均(jun)，其(qi)在加(jia)(jia)熱過程中擴散(san)速度(du)(du)緩慢(man)，所以，為使碳化物充分溶(rong)解，得(de)到成分比(bi)較(jiao)均(jun)勻的(de)(de)(de)奧氏體(ti)及冷卻(que)之(zhi)后得(de)到有足夠碳、鉻飽和(he)度(du)(du)的(de)(de)(de)均(jun)勻的(de)(de)(de)馬氏體(ti)組織(zhi)，這類鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫度(du)(du)高(gao)于碳鋼(gang)(gang)和(he)合(he)(he)金結構鋼(gang)(gang)，即提(ti)高(gao)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫度(du)(du)并(bing)適當(dang)延長保溫時間。
該類鋼導熱(re)性(xing)差，特別是在較(jiao)低(di)溫度時(shi)，導熱(re)性(xing)更差，為防止加(jia)熱(re)過程中產(chan)生裂紋，保證零(ling)件(jian)的內外(wai)溫差較(jiao)小，在淬火(huo)加(jia)熱(re)時(shi)應(ying)控制加(jia)熱(re)速度，或先行(xing)預(yu)熱(re)。根據經驗，在750℃以前，升溫速度應(ying)不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼，因它們(men)的(de)(de)含碳量不(bu)(bu)(bu)同，原始(shi)組(zu)織存(cun)在差異，所(suo)以，各自(zi)的(de)(de)淬火(huo)加熱溫度(du)略有不(bu)(bu)(bu)同。
1Cr13不(bu)銹鋼由于(yu)含(han)碳量較低，加熱到淬火溫度(du)時，仍處于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)和鐵素(su)體(ti)兩(liang)相區(qu)的(de)邊緣部分(fen)，組織中會含(han)有一定量的(de)鐵素(su)體(ti)，見(jian)圖(tu)4-15。
淬(cui)火冷卻后，這部分(fen)未溶鐵(tie)(tie)素體(ti)保留在(zai)(zai)淬(cui)火鋼組(zu)織中(zhong)(zhong)。鐵(tie)(tie)素體(ti)量(liang)的多少，首(shou)先與含(han)碳量(liang)有(you)關(guan)，見(jian)圖(tu)4-16.此外，鉻的含(han)量(liang)及鉬、硅的殘存量(liang)均產生影(ying)(ying)響。淬(cui)火鋼中(zhong)(zhong)鐵(tie)(tie)素體(ti)的存在(zai)(zai)，對(dui)(dui)硬度、機(ji)械性(xing)能，尤其是(shi)沖擊韌性(xing)會(hui)產生不良影(ying)(ying)響，所以，在(zai)(zai)對(dui)(dui)有(you)較高機(ji)械性(xing)能要求的零件選用1Cr13鋼時，應特殊提出成分(fen)控(kong)制條件。生產實踐中(zhong)(zhong)發現(xian)，盡管1Cr13鋼成分(fen)都在(zai)(zai)標準的合格(ge)范圍內，但當實際含(han)碳量(liang)低于0.11%,鉻量(liang)處于上(shang)限時（＞13%)組(zu)織中(zhong)(zhong)的鐵(tie)(tie)素體(ti)含(han)量(liang)可達到(dao)15%~20%,而實際含(han)碳量(liang)控(kong)制在(zai)(zai)0.12%~0.15%,含(han)鉻量(liang)在(zai)(zai)下限時（＜12%),則組(zu)織中(zhong)(zhong)的鐵(tie)(tie)素體(ti)量(liang)可小于5%。
淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)對組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)鐵素(su)體(ti)含量(liang)也產生影響。從圖4-16可(ke)見(jian)，在(zai)成(cheng)分一定時，加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)在(zai)950~1100℃區(qu)間內，鐵素(su)體(ti)量(liang)保持在(zai)較低(di)范圍。隨(sui)著加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)升高(gao)，鐵素(su)體(ti)量(liang)明顯(xian)增加(jia)。所以，在(zai)材(cai)料標準中(zhong)(zhong)推薦(jian)的(de)1Cr13 鋼淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為950~1000℃,但在(zai)實際(ji)生產中(zhong)(zhong)，為保證碳及合金元素(su)的(de)充分溶(rong)解(jie)，常取(qu)淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)在(zai)1000~1050℃.更高(gao)的(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)會引起組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)鐵素(su)體(ti)量(liang)增加(jia)及晶粒(li)長大。
2Cr13、3Cr13不銹鋼(gang)相對(dui)于(yu)1Cr13不銹鋼(gang)來說，有更高的含(han)碳量(liang)，一般(ban)情況(kuang)下，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)組織(zhi)中(zhong)不會存在鐵素體，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)的確定(ding)主要是保證鋼(gang)中(zhong)的碳化(hua)物能充分溶解于(yu)奧氏體中(zhong)，以保證淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)獲得理想的機械(xie)性能和耐腐蝕(shi)性。實踐(jian)證明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)選擇(ze)在980~1000℃且充分保溫即可，實際生產(chan)中(zhong)的加(jia)熱溫度(du)略提高一些(xie)，2Cr13淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)通常取1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)中(zhong)碳化(hua)物偏多(duo)，實際生產(chan)中(zhong)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱溫度(du)取1020~1050℃即可。
更(geng)高的(de)淬火加熱溫度(du)不(bu)宜采用(yong)，因為更(geng)高的(de)溫度(du)會引(yin)起奧氏體晶粒粗大(da)，帶(dai)來不(bu)良作用(yong)，見圖(tu)4-17。
淬火加熱溫度更高還會引起淬火硬(ying)度下降，見圖4-18,這主要是由(you)于合金元素和碳的(de)(de)過分溶(rong)解，增加了奧氏體的(de)(de)穩(wen)定性(xing)，淬火后會存在較多(duo)的(de)(de)殘留奧氏體的(de)(de)原因(yin)。
2. 淬(cui)火(huo)冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較(jiao)高含鉻量的(de)(de)作用(yong)，使(shi)高溫奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)較(jiao)穩(wen)定，等(deng)溫轉變(bian)曲(qu)線右移。見圖4-19和圖4-20及圖4-9.在(zai)冷(leng)卻(que)過程中(zhong)不易發生(sheng)珠光體(ti)(ti)(ti)和貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)，降低了臨界(jie)冷(leng)卻(que)速度，見圖4-21.在(zai)較(jiao)低的(de)(de)冷(leng)卻(que)速度條件下(xia)，即可進行馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)，獲得(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，采(cai)用(yong)空(kong)冷(leng)或油冷(leng)均(jun)可得(de)到較(jiao)高的(de)(de)淬火(huo)硬(ying)度。
但油冷卻(que)比(bi)空氣冷卻(que)的鋼在調質硬(ying)度和強(qiang)度相同的情況下，有更好(hao)(hao)的塑性(xing)和韌性(xing)。所以，在實際(ji)生產中，對于截面尺寸(cun)較大的零(ling)件(jian)(jian)或對機械性(xing)能，尤其是塑性(xing)和韌性(xing)要求較高的零(ling)件(jian)(jian)，最好(hao)(hao)采用(yong)油冷，對于較小(xiao)零(ling)件(jian)(jian)和形狀復(fu)雜(za)，易產生淬火(huo)裂(lie)紋的零(ling)件(jian)(jian)可(ke)采用(yong)空冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的臨界點（近似(si)值）見表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼淬(cui)(cui)火冷卻后(hou)，獲得(de)以馬氏體為基(ji)體的組織(zhi)，因其固溶了碳，使晶格(ge)扭曲，存在較大的應力，組織(zhi)不夠穩定，不能直接應用，淬(cui)(cui)火后(hou)必須經回(hui)火再使用。
這三(san)種牌號的馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)普(pu)遍應用于(yu)制造機械構件，要(yao)求具有(you)(you)良(liang)好的綜(zong)合機械性能(neng)和一定的耐腐蝕性能(neng)，一般(ban)淬火(huo)(huo)(huo)后再經高溫回(hui)火(huo)(huo)(huo)，即調質熱處理(li)狀態下(xia)使(shi)用。回(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度可(ke)根據強韌性的要(yao)求選定在550~750℃之(zhi)間，回(hui)火(huo)(huo)(huo)后的基體(ti)組(zu)織為索氏體(ti)，有(you)(you)的可(ke)能(neng)是(shi)保留淬火(huo)(huo)(huo)馬(ma)氏體(ti)位向的板條(tiao)狀或粒狀索氏體(ti)。1Cr13鋼(gang)回(hui)火(huo)(huo)(huo)組(zu)織中還(huan)可(ke)能(neng)存在有(you)(you)淬火(huo)(huo)(huo)加熱時未(wei)溶的鐵(tie)素體(ti)。見(jian)圖4-22。
對于(yu)3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)，已(yi)屬于(yu)共析鋼(gang)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后可(ke)獲得很高(gao)(gao)的(de)硬度(du)(du)，也常用(yong)(yong)于(yu)制造有(you)高(gao)(gao)硬度(du)(du)，高(gao)(gao)耐磨性(xing)(xing)(xing)能要(yao)求的(de)零部件(jian)，如(ru)軸套、擋套、密封環等。這時可(ke)采(cai)用(yong)(yong)較低溫(wen)度(du)(du)的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)或者表(biao)面淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后低溫(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，依據(ju)對使用(yong)(yong)硬度(du)(du)的(de)要(yao)求，回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)度(du)(du)確定在200~350℃之(zhi)間，可(ke)獲得40~55HRC的(de)硬度(du)(du)。而400~550℃之(zhi)間的(de)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，由于(yu)組(zu)織中會析出彌散(san)度(du)(du)很高(gao)(gao)的(de)合金(jin)碳化物，耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)降低，并產生較大的(de)脆性(xing)(xing)(xing)，所以一般不(bu)(bu)推薦采(cai)用(yong)(yong)，只有(you)用(yong)(yong)其制作彈性(xing)(xing)(xing)元件(jian)時，才采(cai)用(yong)(yong)這一區(qu)間的(de)溫(wen)度(du)(du)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，如(ru)3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)制造彈簧時，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)油冷后在450℃左右回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，可(ke)保持硬度(du)(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度與(yu)硬度之間的(de)關系曲線(xian)見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度要求選(xuan)定(ding)的回(hui)火溫度范圍見表4-7。
這三種鋼(gang)的(de)回火冷(leng)卻一般采用(yong)空冷(leng)，如果對韌性有更高的(de)要(yao)求時(shi)，也可采用(yong)油冷(leng)卻，特別是2Cr13鋼(gang)油冷(leng)比(bi)空冷(leng)的(de)韌性有較大幅度的(de)提高。
四(si)、熱處理時需(xu)要注意(yi)的一些問(wen)題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳(tan)含量(liang)的控制問題
在一些不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)相關(guan)標(biao)準中(zhong)(zhong)(zhong)，對1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)的(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)標(biao)注為不(bu)(bu)大于(yu)0.15%,這種對碳量(liang)(liang)無下限的(de)(de)(de)控制為實(shi)際生產帶(dai)來了(le)(le)麻煩，主要反映在熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)和熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)質量(liang)(liang)上。眾所周知，碳與硫(liu)、磷等有(you)害元(yuan)素(su)(su)(su)不(bu)(bu)同，硫(liu)、磷控制得越(yue)低(di)(di)越(yue)好，而(er)碳在馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雙重作用(yong)決定了(le)(le)其(qi)含(han)(han)量(liang)(liang)應有(you)上限和下限控制，否(fou)則將滿足不(bu)(bu)了(le)(le)使用(yong)要求(qiu)。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)低(di)(di)于(yu)0.09%,而(er)鉻又是標(biao)準中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)、上限時，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)存在較多量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體，這不(bu)(bu)僅保證不(bu)(bu)了(le)(le)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)后的(de)(de)(de)機械性能，韌(ren)(ren)性很差，還(huan)會(hui)對復雜零件的(de)(de)(de)鑄造生產產生不(bu)(bu)利作用(yong)。在工廠鑄造生產的(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)(xie)輪(lun)中(zhong)(zhong)(zhong)，就多次出現過因碳含(han)(han)量(liang)(liang)低(di)(di)而(er)造成的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)問(wen)題。比如，有(you)一批ZG1Cr13泵葉(xie)(xie)輪(lun)經調質熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)后，機械性能達不(bu)(bu)到指標(biao)，特別是沖擊(ji)韌(ren)(ren)性很低(di)(di)，而(er)且(qie)在葉(xie)(xie)輪(lun)開口(kou)部位葉(xie)(xie)片與蓋板相連(lian)接處(chu)根部產生裂(lie)(lie)紋(wen)，經過金相分(fen)析(xi)，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)近20%左(zuo)右的(de)(de)(de)塊狀鐵(tie)素(su)(su)(su)體，裂(lie)(lie)紋(wen)恰(qia)恰(qia)起源于(yu)鐵(tie)素(su)(su)(su)體塊處(chu)，這是因為鐵(tie)素(su)(su)(su)體強度低(di)(di)于(yu)基體組(zu)織(zhi)，在鑄造和熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)應力的(de)(de)(de)作用(yong)下，成為薄弱(ruo)點而(er)產生裂(lie)(lie)紋(wen)。后經對這批鑄件成分(fen)復查，其(qi)含(han)(han)碳量(liang)(liang)只達0.07%,鉻為13.58%,硅為0.8%,正(zheng)是由于(yu)碳含(han)(han)量(liang)(liang)過低(di)(di)而(er)鉻、硅偏(pian)上限，致使鋼(gang)組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)產生了(le)(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體，并導致性能降低(di)(di)和產生鑄造裂(lie)(lie)紋(wen)。熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)裂(lie)(lie)紋(wen)。后將鑄造葉(xie)(xie)輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)含(han)(han)碳量(liang)(liang)控制為不(bu)(bu)低(di)(di)于(yu)0.10%,最佳控制范圍為0.12%~0.14%,再沒(mei)發生過同類(lei)質量(liang)(liang)問(wen)題。
2. 回火脆性問(wen)題
關于Cr13型馬氏體不銹鋼(gang)的回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)問題(ti)還(huan)缺乏系統的研究，一(yi)般(ban)認為其存在回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)，特別是2Cr13鋼(gang)回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)更敏(min)感一(yi)些。這(zhe)幾種鋼(gang)應(ying)(ying)用于制(zhi)造機(ji)械構件時(shi)，常在調(diao)質狀態下使(shi)用，對第二類回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)尤應(ying)(ying)注意，當要求有高韌(ren)性(xing)(xing)時(shi)，回(hui)(hui)火(huo)(huo)時(shi)應(ying)(ying)采用油冷。表4-8顯示了(le)不同回(hui)(hui)火(huo)(huo)冷卻(que)方法對2Cr13鋼(gang)沖擊韌(ren)性(xing)(xing)的影響。
3. 3Cr13 鋼淬火(huo)裂紋(wen)問題
在馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的(de)(de)含碳(tan)量較高，淬火冷(leng)卻，特別(bie)是(shi)油(you)冷(leng)時會產生較大的(de)(de)淬火應力，其(qi)馬(ma)氏體轉變(bian)溫度(du)又低，易產生淬火裂(lie)紋。所以，3Cr13鋼(gang)淬火時，應注意防止裂(lie)紋的(de)(de)發生。可(ke)采取以下一些措施(shi)。
①. 盡(jin)量在(zai)粗加工后淬火(huo)
因(yin)為鍛造或軋制坯件的(de)表面(mian)可能存在細紋(wen)(wen)、劃痕等、將成為淬火(huo)應力集中點和淬火(huo)裂紋(wen)(wen)的(de)誘(you)因(yin)。如粗加工確實有(you)困難(nan)，可用(yong)砂輪等工具磨掉表面(mian)缺陷。
②. 控制(zhi)淬火加熱速度
這(zhe)類鋼一(yi)般都是塑性(xing)差、導熱性(xing)不好。淬火加熱速度(du)過快(kuai)，表(biao)面(mian)與心(xin)部溫(wen)差增大(da)，在(zai)表(biao)面(mian)層已發生(sheng)奧(ao)氏體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)時，內(nei)層還(huan)處于較(jiao)低溫(wen)度(du)的(de)低塑性(xing)狀態，這(zhe)樣，表(biao)面(mian)層因(yin)奧(ao)氏轉(zhuan)(zhuan)變(bian)體(ti)(ti)積(ji)變(bian)小收(shou)縮(suo)，受到內(nei)層制約，產(chan)生(sheng)拉應力，當拉應力超過材(cai)料破斷強(qiang)度(du)時，即產(chan)生(sheng)裂紋(wen)。因(yin)此，可(ke)采用(yong)預熱（500~700℃)或在(zai)低溫(wen)段控制升溫(wen)速度(du)不大(da)于80℃/h,800℃后(hou)再提高(gao)升溫(wen)速度(du)等方法。
③. 控制淬(cui)火油冷卻時的工件出油溫度。
這類材料因合金元素高，馬氏體轉變溫度(du)(du)又低，如(ru)果淬(cui)火(huo)(huo)冷卻時(shi)間長，會(hui)增加淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)而產生淬(cui)火(huo)(huo)裂紋(wen)，特別(bie)是截面(mian)(mian)較(jiao)大的(de)(de)零(ling)件，有時(shi)心部原始組織的(de)(de)缺陷比表(biao)面(mian)(mian)嚴重，加大了淬(cui)火(huo)(huo)產生裂紋(wen)的(de)(de)可能性。可適當(dang)減(jian)緩(huan)工件的(de)(de)冷卻速度(du)(du)。如(ru)控制(zhi)工件出油(you)時(shi)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)溫度(du)(du)，一(yi)般控制(zhi)在馬氏體開始轉變溫度(du)(du)以下(xia)150~200℃,或表(biao)面(mian)(mian)溫度(du)(du)不高于50~80℃.對(dui)于大型工件，心部溫度(du)(du)較(jiao)高，熱(re)量還會(hui)向表(biao)面(mian)(mian)傳遞，可采(cai)用油(you)－空氣－油(you)－空氣交替冷卻的(de)(de)方式，以減(jian)緩(huan)淬(cui)火(huo)(huo)應力(li)。
在(zai)高碳(tan)馬氏(shi)體(ti)鋼油(you)淬火(huo)冷(leng)卻(que)(que)時，還(huan)應注意的(de)(de)(de)一個問題是(shi)(shi)(shi)適當控(kong)制油(you)的(de)(de)(de)攪(jiao)動(dong)速度。在(zai)保證油(you)溫不大(da)于80℃和不發(fa)生火(huo)災(zai)的(de)(de)(de)條件下，不必(bi)盲(mang)目追求(qiu)和加大(da)油(you)的(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)效果，試驗研究(jiu)表明機(ji)械油(you)在(zai)特別(bie)劇烈攪(jiao)動(dong)時的(de)(de)(de)淬火(huo)冷(leng)卻(que)(que)能力會接近水的(de)(de)(de)淬火(huo)冷(leng)卻(que)(que)能力，這對馬氏(shi)體(ti)不銹鋼來說是(shi)(shi)(shi)很危險的(de)(de)(de)。這種情況也是(shi)(shi)(shi)有過教訓的(de)(de)(de)。
④. 淬火后及(ji)時回(hui)火
馬(ma)氏體不(bu)銹鋼在(zai)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻結束后(hou)，心部(bu)還會(hui)繼續發生(sheng)馬(ma)氏體轉變，不(bu)斷增加淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力(li)(li)，工件(jian)在(zai)放(fang)置(zhi)過(guo)程中(zhong)(zhong)，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)(ying)力(li)(li)也會(hui)改變其(qi)分布方式(shi)，形成新的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)集中(zhong)(zhong)點，這都可能使淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)工件(jian)在(zai)放(fang)置(zhi)過(guo)程中(zhong)(zhong)發生(sheng)開裂，所以(yi)，這類鋼淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)應(ying)(ying)及時回火(huo)(huo)(huo)(huo)。工件(jian)冷卻到室(shi)溫或用手可長期(qi)觸(chu)及的(de)溫度時即可回火(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)最多不(bu)要超過(guo)8小(xiao)時應(ying)(ying)進行回火(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其(qi)在(zai)北方冬季更應(ying)(ying)注意這一(yi)問(wen)題。曾(ceng)經發生(sheng)過(guo)這類事故(gu)，在(zai)對(dui)一(yi)批(pi)馬(ma)氏體不(bu)銹鋼泵軸淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)，因設備(bei)不(bu)足，未能及時回火(huo)(huo)(huo)(huo)，又恰逢冬天，氣溫較(jiao)低，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)放(fang)置(zhi)15小(xiao)時,結果這批(pi)軸全部(bu)開裂報廢。
