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(ke)改(gai)善鋼材鍛造、軋制(zhi)、鑄(zhu)造等加(jia)工(gong)后可(ke)能存在(zai)的不(bu)良組織(zhi)，并為以后淬火、回火熱處理(li)提供良好的組織(zhi)保證；可(ke)以完全(quan)消除各(ge)種應(ying)力(li)，降低硬度，便(bian)于加(jia)工(gong)。
鍛(duan)軋態(tai)的(de)1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼經完全退(tui)火(huo)后(hou)，硬(ying)度分別不(bu)大于150HB,180HB和210HB.
一些對機械性能、耐腐蝕性能要求不(bu)高的零(ling)部件可以(yi)在完全退火狀態下(xia)使用。
2. 等溫退火
等溫退火是把鋼(gang)加熱(re)到(dao)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)化(hua)溫度（一般(ban)采用(yong)850~880℃),也可以將(jiang)鋼(gang)材鍛造或鑄(zhu)造后(hou)(hou)冷卻(que)到(dao)這一溫度區間，充(chong)分保溫，再冷卻(que)到(dao)該鋼(gang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)最快的溫度范圍（俗(su)稱轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)曲線的鼻子部分，為700~740℃)充(chong)分保溫，使(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)充(chong)分轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)后(hou)(hou)空(kong)冷。
等(deng)溫(wen)退火(huo)可以起到完(wan)全退火(huo)的(de)作用(yong)，而且比完(wan)全退火(huo)縮短了占(zhan)用(yong)加熱爐(lu)的(de)時間(jian)，提(ti)高了效(xiao)率(lv)。
在工作實(shi)踐中還發現，這類馬(ma)氏體不銹鋼的(de)等溫退火(huo)對(dui)改(gai)善(shan)不良的(de)鍛造(zao)組織，提高淬火(huo)、回火(huo)后的(de)力(li)學性(xing)能，特別(bie)是提高沖擊(ji)韌性(xing)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，鋼(gang)的(de)非平衡組織再次加熱，發生(sheng)(sheng)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變時(shi)，新(xin)相可能生(sheng)(sheng)成球形奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，也可能生(sheng)(sheng)成針(zhen)形奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，或者同時(shi)生(sheng)(sheng)成兩種奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。如(ru)果轉(zhuan)變產物以針(zhen)形奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)為主，則在加熱轉(zhuan)變完成后，鍛后得(de)到(dao)(dao)的(de)粗大的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶粒組織會得(de)到(dao)(dao)恢復并造成組織遺傳。可想而知，這(zhe)種具(ju)有粗大的(de)或不均(jun)勻(yun)(yun)的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，在淬火冷卻時(shi)必(bi)然得(de)到(dao)(dao)粗大的(de)或不均(jun)勻(yun)(yun)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織，經回火后，獲得(de)不均(jun)勻(yun)(yun)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織，這(zhe)必(bi)將(jiang)引起力學性(xing)能，特別是沖(chong)擊(ji)韌性(xing)的(de)降低。
基(ji)于這種分(fen)析，我們將(jiang)這批(pi)泵軸重新進行了(le)等溫(wen)退(tui)火(huo)處(chu)理，獲得了(le)鐵素(su)體和碳化物(wu)的平衡組織(zhi)。
經等溫(wen)退火(huo)的(de)泵(beng)軸(zhou)再用原淬火(huo)、回火(huo)工(gong)藝處理后（（970±10)℃加(jia)熱保(bao)溫(wen)后油冷，（685±10)℃加(jia)熱保(bao)溫(wen)后油冷），力學性(xing)能完(wan)全達到技術要求，實檢(jian)性(xing)能：Rm為(wei)790N/m㎡;R0.2為(wei)660N/m㎡;A為(wei)22%;Z為(wei)66%;Av,三個試樣(yang)分(fen)別為(wei)79.0J、74J和(he)(he)74J,平均為(wei)75.7J.未經等溫(wen)退火(huo)的(de)淬火(huo)、回火(huo)組(zu)織和(he)(he)經等溫(wen)退火(huo)后的(de)淬火(huo)、回火(huo)組(zu)織分(fen)別是圖(tu)4-11和(he)(he)圖(tu)4-12。
3. 低(di)溫退火
馬氏體不(bu)銹鋼低溫(wen)退火，有(you)的(de)稱高(gao)溫(wen)回火（嚴格從定義(yi)上來(lai)講和作用目(mu)的(de)方(fang)面看(kan)，稱高(gao)溫(wen)回火是不(bu)準確(que)的(de)），是把鋼加(jia)熱到Ac1溫(wen)度(du)以上（有(you)時略低于Ac1溫(wen)度(du)）至A3溫(wen)度(du)以下(xia)，保溫(wen)后(hou)爐冷或空冷。這(zhe)種(zhong)退火可(ke)以使(shi)鋼軟化，便于加(jia)工和消除應力。對于改善組織(zhi)的(de)作用遠不(bu)如完全(quan)退火和等(deng)溫(wen)退火。
低(di)溫(wen)退火(huo)(huo)一般(ban)用于較(jiao)小的鑄件、鍛件或以后(hou)還經淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)熱(re)處理的零(ling)部(bu)件。較(jiao)大的鑄件、鍛件及應(ying)力很大的零(ling)部(bu)件毛坯，還是(shi)采(cai)用完全退火(huo)(huo)或等(deng)溫(wen)退火(huo)(huo)為(wei)好(hao)。
1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼低溫(wen)退(tui)火溫(wen)度為740~780℃,如(ru)果以消除(chu)應力為主要目(mu)的，可以降低加熱溫(wen)度至(zhi)700℃左右。保溫(wen)后一般爐(lu)冷至(zhi)500℃以下出爐(lu)空(kong)冷。
低(di)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)后的(de)(de)硬(ying)度一般(ban)高于完全退火(huo)(huo)后的(de)(de)硬(ying)度30~40HB,依含碳量不同，可保持在180~230HB.當然，低(di)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)選擇的(de)(de)溫(wen)(wen)度越高，硬(ying)度越低(di)。圖4-13和圖4-14分(fen)別顯示了(le)1Cr13不銹鋼低(di)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)和完全退火(huo)(huo)加熱溫(wen)(wen)度、保溫(wen)(wen)時間與硬(ying)度的(de)(de)關(guan)系及(ji)低(di)溫(wen)(wen)退火(huo)(huo)與完全退火(huo)(huo)后的(de)(de)硬(ying)度差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全(quan)退火后(hou)應保證的(de)機(ji)械(xie)性能(neng)(neng)見表4-4,實測性能(neng)(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鋼淬火的主要目的是要獲得馬氏(shi)體組織。即將(jiang)其加熱到A3以上的一個溫度(du)范圍，使合金碳化物充分溶解，得到碳與(yu)鉻(ge)較均勻的奧氏(shi)體，然(ran)后，以適當的速(su)度(du)冷(leng)卻下來(lai)，最終獲得馬氏(shi)體組織。
1. 淬火(huo)加熱
Cr13型馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)因(yin)含有較(jiao)高的(de)鉻含量(liang)，提高了(le)相(xiang)變點Ac3,又因(yin)大量(liang)的(de)合金(jin)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)的(de)存在(zai)，使(shi)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)的(de)碳(tan)(tan)(tan)和鉻元素分(fen)布不(bu)均，其(qi)在(zai)加熱(re)過程中(zhong)擴散速度緩慢，所以(yi)，為使(shi)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)充分(fen)溶解，得(de)到(dao)成(cheng)分(fen)比(bi)較(jiao)均勻(yun)的(de)奧氏(shi)體(ti)及冷卻(que)之后得(de)到(dao)有足(zu)夠(gou)碳(tan)(tan)(tan)、鉻飽和度的(de)均勻(yun)的(de)馬氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，這類(lei)鋼(gang)的(de)淬火加熱(re)溫度高于碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)和合金(jin)結構鋼(gang)，即提高淬火加熱(re)溫度并適(shi)當延長保(bao)溫時(shi)間。
該類鋼導熱(re)(re)性差，特(te)別是在(zai)較低溫(wen)度時(shi)(shi)，導熱(re)(re)性更(geng)差，為防止加(jia)(jia)熱(re)(re)過程中產生裂(lie)紋，保證(zheng)零件的內外溫(wen)差較小，在(zai)淬火加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)(shi)應(ying)控(kong)制(zhi)加(jia)(jia)熱(re)(re)速度，或先行預熱(re)(re)。根據經驗，在(zai)750℃以前，升(sheng)溫(wen)速度應(ying)不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，因(yin)它們的(de)含碳量不(bu)同(tong)，原始(shi)組織存在差(cha)異，所以，各自的(de)淬火加熱溫度(du)略有不(bu)同(tong)。
1Cr13不銹鋼由于(yu)含碳(tan)量(liang)較低，加熱(re)到淬火溫(wen)度(du)時，仍(reng)處于(yu)奧氏體(ti)和鐵素體(ti)兩相區(qu)的(de)邊緣部分(fen)，組織中會含有(you)一(yi)定量(liang)的(de)鐵素體(ti)，見圖4-15。
淬(cui)火冷卻后，這部分(fen)未溶鐵素體(ti)保(bao)留(liu)在(zai)淬(cui)火鋼組(zu)織中。鐵素體(ti)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)多少，首先與(yu)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)有(you)關，見圖4-16.此外(wai)，鉻的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)及鉬、硅的(de)(de)(de)(de)殘存量(liang)(liang)(liang)均產生(sheng)影響。淬(cui)火鋼中鐵素體(ti)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)，對硬(ying)度、機(ji)械性(xing)能，尤(you)其是沖擊韌(ren)性(xing)會產生(sheng)不良影響，所以，在(zai)對有(you)較高機(ji)械性(xing)能要求的(de)(de)(de)(de)零件選用1Cr13鋼時(shi)(shi)，應特殊提出成分(fen)控(kong)制條件。生(sheng)產實踐中發現，盡管(guan)1Cr13鋼成分(fen)都在(zai)標準的(de)(de)(de)(de)合格范圍(wei)內，但當實際(ji)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)低于0.11%,鉻量(liang)(liang)(liang)處于上限(xian)時(shi)(shi)（＞13%)組(zu)織中的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)含(han)量(liang)(liang)(liang)可達到15%~20%,而實際(ji)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)控(kong)制在(zai)0.12%~0.15%,含(han)鉻量(liang)(liang)(liang)在(zai)下限(xian)時(shi)(shi)（＜12%),則組(zu)織中的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)量(liang)(liang)(liang)可小于5%。
淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)對組(zu)織中(zhong)的(de)鐵素(su)體含量也產(chan)生(sheng)影響。從(cong)圖(tu)4-16可見，在(zai)(zai)成分(fen)一(yi)定時(shi)，加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)950~1100℃區間內(nei)，鐵素(su)體量保持(chi)在(zai)(zai)較低范圍。隨著(zhu)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)升高(gao)，鐵素(su)體量明顯(xian)增加(jia)。所以，在(zai)(zai)材料標準(zhun)中(zhong)推薦的(de)1Cr13 鋼淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)為950~1000℃,但(dan)在(zai)(zai)實際生(sheng)產(chan)中(zhong)，為保證(zheng)碳(tan)及合金元素(su)的(de)充分(fen)溶解(jie)，常取淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)1000~1050℃.更高(gao)的(de)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)會引起組(zu)織中(zhong)的(de)鐵素(su)體量增加(jia)及晶粒(li)長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)(bu)銹鋼相對于1Cr13不(bu)(bu)銹鋼來說，有更(geng)高(gao)的(de)含碳(tan)(tan)(tan)量，一般情況下，淬火(huo)(huo)后(hou)組(zu)織(zhi)中(zhong)不(bu)(bu)會(hui)存在(zai)鐵素體(ti)，淬火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)的(de)確定主要是保證鋼中(zhong)的(de)碳(tan)(tan)(tan)化物能(neng)充(chong)分溶(rong)解于奧氏(shi)體(ti)中(zhong)，以保證淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后(hou)獲得理想(xiang)的(de)機械性能(neng)和(he)耐腐蝕性。實踐證明，2Cr13、3Cr13鋼淬火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)選(xuan)擇(ze)在(zai)980~1000℃且充(chong)分保溫(wen)即可(ke)，實際生(sheng)產中(zhong)的(de)加(jia)熱溫(wen)度(du)略提(ti)高(gao)一些，2Cr13淬火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)通常取1000~1030℃,而3Cr13鋼中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)化物偏多，實際生(sheng)產中(zhong)淬火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)取1020~1050℃即可(ke)。
更高的(de)淬火加熱(re)溫度不宜采用，因(yin)為(wei)更高的(de)溫度會引起奧(ao)氏體晶粒(li)粗大，帶來不良作用，見圖4-17。
淬火(huo)(huo)加熱溫度(du)更高還會引起淬火(huo)(huo)硬度(du)下降(jiang)，見圖(tu)4-18,這主要是由于合(he)金元(yuan)素和碳(tan)的(de)(de)過分溶解，增加了(le)奧氏體(ti)的(de)(de)穩定性(xing)，淬火(huo)(huo)后(hou)會存在較多的(de)(de)殘留奧氏體(ti)的(de)(de)原因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由(you)于(yu)較高含(han)鉻量的(de)作用(yong)，使高溫奧氏(shi)體(ti)較穩定(ding)，等溫轉(zhuan)變曲(qu)線右(you)移。見圖4-19和圖4-20及(ji)圖4-9.在冷卻(que)過程(cheng)中不易發(fa)生(sheng)珠(zhu)光體(ti)和貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變，降低(di)了臨界冷卻(que)速度(du)，見圖4-21.在較低(di)的(de)冷卻(que)速度(du)條件下(xia)，即可進行馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變，獲得馬氏(shi)體(ti)組織，采用(yong)空冷或油冷均可得到較高的(de)淬火硬度(du)。
但油(you)(you)冷卻(que)比(bi)空(kong)氣冷卻(que)的鋼在(zai)調質硬(ying)度和(he)(he)強度相同(tong)的情況下，有更好(hao)的塑(su)性(xing)和(he)(he)韌性(xing)。所以，在(zai)實際生產中(zhong)，對于(yu)截(jie)面尺寸較大的零(ling)件或對機械性(xing)能，尤其(qi)是塑(su)性(xing)和(he)(he)韌性(xing)要求較高的零(ling)件，最好(hao)采用油(you)(you)冷，對于(yu)較小零(ling)件和(he)(he)形狀復雜，易產生淬火裂紋的零(ling)件可采用空(kong)冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼(gang)的臨界點（近似值）見表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火冷卻后，獲得(de)以馬氏體為(wei)基體的(de)組織，因(yin)其固溶了碳，使(shi)晶格(ge)扭曲(qu)，存在較大的(de)應力，組織不夠穩(wen)定，不能直(zhi)接(jie)應用，淬火后必須經(jing)回火再使(shi)用。
這三種牌(pai)號的(de)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼普遍(bian)應用于制(zhi)造機械(xie)構(gou)件(jian)，要(yao)求(qiu)具有(you)良好的(de)綜合機械(xie)性能(neng)和一(yi)(yi)定的(de)耐(nai)腐蝕性能(neng)，一(yi)(yi)般淬火(huo)(huo)后再經高溫回(hui)火(huo)(huo)，即(ji)調質熱(re)處理狀(zhuang)態下(xia)使(shi)用。回(hui)火(huo)(huo)溫度(du)可根據強韌(ren)性的(de)要(yao)求(qiu)選定在550~750℃之(zhi)間(jian)，回(hui)火(huo)(huo)后的(de)基體(ti)組織為索氏體(ti)，有(you)的(de)可能(neng)是保留淬火(huo)(huo)馬氏體(ti)位向的(de)板條狀(zhuang)或粒狀(zhuang)索氏體(ti)。1Cr13鋼回(hui)火(huo)(huo)組織中(zhong)還可能(neng)存(cun)在有(you)淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)時(shi)未溶的(de)鐵素體(ti)。見圖4-22。
對(dui)于3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)，已(yi)屬于共析(xi)鋼(gang)，淬(cui)火(huo)(huo)后可(ke)獲得(de)很高(gao)的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)，也常用(yong)(yong)于制(zhi)造有高(gao)硬(ying)度(du)(du)(du)，高(gao)耐磨性(xing)能要(yao)求的(de)(de)零部件，如軸套、擋套、密封環等。這時可(ke)采(cai)用(yong)(yong)較低溫度(du)(du)(du)的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)或(huo)者表面淬(cui)火(huo)(huo)后低溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)，依據(ju)對(dui)使用(yong)(yong)硬(ying)度(du)(du)(du)的(de)(de)要(yao)求，回(hui)(hui)火(huo)(huo)溫度(du)(du)(du)確定在200~350℃之間(jian)，可(ke)獲得(de)40~55HRC的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)(du)。而400~550℃之間(jian)的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，由于組織中會(hui)析(xi)出(chu)彌散度(du)(du)(du)很高(gao)的(de)(de)合金碳化物(wu)，耐腐蝕性(xing)降(jiang)低，并產生較大的(de)(de)脆性(xing)，所以一般不推薦采(cai)用(yong)(yong)，只有用(yong)(yong)其制(zhi)作彈性(xing)元件時，才采(cai)用(yong)(yong)這一區間(jian)的(de)(de)溫度(du)(du)(du)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，如3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)用(yong)(yong)于制(zhi)造彈簧(huang)時，淬(cui)火(huo)(huo)油冷后在450℃左右回(hui)(hui)火(huo)(huo)，可(ke)保持硬(ying)度(du)(du)(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度與硬度之間的關(guan)系(xi)曲線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度(du)要求選定(ding)的回(hui)火溫(wen)度(du)范圍見(jian)表(biao)4-7。
這(zhe)三種鋼(gang)的回(hui)火冷(leng)卻一般采(cai)用空(kong)冷(leng)，如(ru)果(guo)對韌(ren)性(xing)有更高的要求(qiu)時，也(ye)可采(cai)用油(you)冷(leng)卻，特別是2Cr13鋼(gang)油(you)冷(leng)比空(kong)冷(leng)的韌(ren)性(xing)有較(jiao)大幅度(du)的提高。
四、熱處理時(shi)需要注意的一些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳含量的控制問題
在(zai)(zai)(zai)一些不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)相關標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，對(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)標(biao)注為不(bu)(bu)大于0.15%,這(zhe)(zhe)種對(dui)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)無下限的(de)(de)(de)(de)控制為實際生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)帶(dai)來了(le)麻煩，主要(yao)反(fan)映在(zai)(zai)(zai)熱處(chu)(chu)理(li)和(he)(he)熱處(chu)(chu)理(li)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)上(shang)。眾所周知，碳(tan)(tan)與硫(liu)、磷等有(you)害元(yuan)素(su)不(bu)(bu)同，硫(liu)、磷控制得(de)越低(di)(di)越好，而(er)碳(tan)(tan)在(zai)(zai)(zai)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)雙重作(zuo)(zuo)用(yong)決定了(le)其(qi)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)應有(you)上(shang)限和(he)(he)下限控制，否則將滿足不(bu)(bu)了(le)使用(yong)要(yao)求(qiu)。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)(di)于0.09%,而(er)鉻又是標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、上(shang)限時，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)會存在(zai)(zai)(zai)較(jiao)多量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，這(zhe)(zhe)不(bu)(bu)僅保證(zheng)不(bu)(bu)了(le)熱處(chu)(chu)理(li)后的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械性(xing)能(neng)，韌(ren)(ren)性(xing)很差(cha)，還會對(dui)復雜零(ling)件的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)不(bu)(bu)利作(zuo)(zuo)用(yong)。在(zai)(zai)(zai)工廠鑄(zhu)(zhu)造(zao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)(xie)輪中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，就(jiu)多次出現過因(yin)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)(di)而(er)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)問(wen)題(ti)。比如(ru)，有(you)一批ZG1Cr13泵葉(xie)(xie)輪經調質熱處(chu)(chu)理(li)后，機(ji)(ji)械性(xing)能(neng)達不(bu)(bu)到指標(biao)，特別是沖(chong)擊韌(ren)(ren)性(xing)很低(di)(di)，而(er)且(qie)在(zai)(zai)(zai)葉(xie)(xie)輪開(kai)口部(bu)位葉(xie)(xie)片與蓋(gai)板相連接(jie)處(chu)(chu)根部(bu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，經過金相分析，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)近20%左右的(de)(de)(de)(de)塊(kuai)(kuai)狀鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)恰(qia)恰(qia)起源于鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)塊(kuai)(kuai)處(chu)(chu)，這(zhe)(zhe)是因(yin)為鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)強度(du)低(di)(di)于基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，在(zai)(zai)(zai)鑄(zhu)(zhu)造(zao)和(he)(he)熱處(chu)(chu)理(li)應力的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)下，成為薄(bo)弱點而(er)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。后經對(dui)這(zhe)(zhe)批鑄(zhu)(zhu)件成分復查，其(qi)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)只達0.07%,鉻為13.58%,硅為0.8%,正是由(you)于碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)過低(di)(di)而(er)鉻、硅偏上(shang)限，致使鋼組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)了(le)大量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，并導(dao)致性(xing)能(neng)降低(di)(di)和(he)(he)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)鑄(zhu)(zhu)造(zao)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。熱處(chu)(chu)理(li)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。后將鑄(zhu)(zhu)造(zao)葉(xie)(xie)輪ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)控制為不(bu)(bu)低(di)(di)于0.10%,最佳控制范圍為0.12%~0.14%,再沒發生(sheng)(sheng)過同類質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)問(wen)題(ti)。
2. 回火脆性問題
關于Cr13型馬氏體不銹鋼(gang)(gang)的回(hui)火(huo)(huo)脆性問題還缺乏系統(tong)的研究(jiu)，一般認為其(qi)存在回(hui)火(huo)(huo)脆性，特別是2Cr13鋼(gang)(gang)回(hui)火(huo)(huo)脆性更(geng)敏感一些。這幾種鋼(gang)(gang)應(ying)(ying)用于制造機械構件時(shi)，常在調質狀態下使用，對(dui)第(di)二類回(hui)火(huo)(huo)脆性尤應(ying)(ying)注(zhu)意，當要求(qiu)有(you)高韌性時(shi)，回(hui)火(huo)(huo)時(shi)應(ying)(ying)采用油冷(leng)。表4-8顯示了(le)不同回(hui)火(huo)(huo)冷(leng)卻方法對(dui)2Cr13鋼(gang)(gang)沖擊韌性的影響(xiang)。
3. 3Cr13 鋼淬火裂紋問題
在馬氏體不銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含碳量較(jiao)(jiao)高(gao)，淬(cui)火(huo)冷卻，特別(bie)是油(you)冷時會(hui)產生(sheng)較(jiao)(jiao)大的淬(cui)火(huo)應力(li)，其馬氏體轉變溫度又低，易(yi)產生(sheng)淬(cui)火(huo)裂(lie)紋(wen)。所以(yi)，3Cr13鋼(gang)淬(cui)火(huo)時，應注(zhu)意防止裂(lie)紋(wen)的發生(sheng)。可(ke)采取以(yi)下(xia)一(yi)些措施。
①. 盡(jin)量在粗加工后(hou)淬火
因(yin)為鍛造或軋(ya)制坯件的(de)表面可能存在細紋、劃痕(hen)等、將成為淬(cui)火應(ying)力(li)集中點和淬(cui)火裂紋的(de)誘因(yin)。如粗(cu)加工(gong)確實有困難，可用(yong)砂輪等工(gong)具磨(mo)掉表面缺陷。
②. 控制淬火加(jia)熱速度(du)
這(zhe)類鋼一般都(dou)是(shi)塑(su)性(xing)差(cha)、導熱性(xing)不好。淬(cui)火加熱速(su)度(du)(du)(du)過快，表面(mian)與心(xin)部溫差(cha)增大(da)，在(zai)表面(mian)層(ceng)已(yi)發生(sheng)奧氏(shi)體(ti)轉變時(shi)，內層(ceng)還處(chu)于較(jiao)低(di)溫度(du)(du)(du)的低(di)塑(su)性(xing)狀(zhuang)態，這(zhe)樣，表面(mian)層(ceng)因奧氏(shi)轉變體(ti)積變小收縮，受(shou)到內層(ceng)制(zhi)約，產生(sheng)拉應力，當(dang)拉應力超過材料破斷(duan)強度(du)(du)(du)時(shi)，即產生(sheng)裂(lie)紋。因此，可采用預熱（500~700℃)或(huo)在(zai)低(di)溫段控制(zhi)升溫速(su)度(du)(du)(du)不大(da)于80℃/h,800℃后(hou)再提高升溫速(su)度(du)(du)(du)等方法。
③. 控(kong)制淬火(huo)油冷(leng)卻(que)時(shi)的(de)工(gong)件出油溫(wen)度。
這類材(cai)料因(yin)合(he)金元素(su)高(gao)，馬氏(shi)體轉變溫(wen)(wen)(wen)度又低(di)，如果淬(cui)火(huo)冷卻(que)(que)時(shi)間長，會增加淬(cui)火(huo)應(ying)力而產生淬(cui)火(huo)裂紋，特別是截面(mian)(mian)較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)零(ling)件(jian)，有(you)時(shi)心部原始(shi)組(zu)織的(de)缺陷(xian)比表面(mian)(mian)嚴重(zhong)，加大(da)(da)了(le)淬(cui)火(huo)產生裂紋的(de)可(ke)(ke)能性。可(ke)(ke)適(shi)當減緩(huan)工件(jian)的(de)冷卻(que)(que)速度。如控(kong)(kong)制工件(jian)出油(you)時(shi)的(de)表面(mian)(mian)溫(wen)(wen)(wen)度，一般控(kong)(kong)制在馬氏(shi)體開始(shi)轉變溫(wen)(wen)(wen)度以下150~200℃,或表面(mian)(mian)溫(wen)(wen)(wen)度不(bu)高(gao)于50~80℃.對(dui)于大(da)(da)型工件(jian)，心部溫(wen)(wen)(wen)度較(jiao)(jiao)高(gao)，熱量還會向表面(mian)(mian)傳遞(di)，可(ke)(ke)采用油(you)－空氣－油(you)－空氣交替(ti)冷卻(que)(que)的(de)方式(shi)，以減緩(huan)淬(cui)火(huo)應(ying)力。
在高碳馬(ma)氏(shi)體鋼油淬火冷卻時，還應注意的(de)(de)一個問題是適當控制油的(de)(de)攪(jiao)動(dong)速(su)度。在保證油溫不(bu)大于80℃和(he)不(bu)發生火災的(de)(de)條(tiao)件下，不(bu)必盲目追求和(he)加大油的(de)(de)冷卻效果，試驗研(yan)究表明機械油在特別劇烈攪(jiao)動(dong)時的(de)(de)淬火冷卻能力(li)會接近水的(de)(de)淬火冷卻能力(li)，這對馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼來說(shuo)是很(hen)危險的(de)(de)。這種(zhong)情(qing)況也(ye)是有過教訓的(de)(de)。
④. 淬火(huo)后(hou)及時回火(huo)
馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼在(zai)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)冷卻結束后，心(xin)部(bu)還(huan)會繼續發生(sheng)馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)，不(bu)斷增加淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)力(li)，工件(jian)在(zai)放置過(guo)程(cheng)中，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)應(ying)力(li)也會改變(bian)其分布方(fang)式，形(xing)成新的應(ying)力(li)集中點，這都可能使淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)工件(jian)在(zai)放置過(guo)程(cheng)中發生(sheng)開裂，所以，這類鋼淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后應(ying)及時(shi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)。工件(jian)冷卻到(dao)室溫或用手可長期觸及的溫度時(shi)即可回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)。淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后最多(duo)不(bu)要超過(guo)8小時(shi)應(ying)進行回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)，尤其在(zai)北方(fang)冬(dong)季更(geng)應(ying)注意(yi)這一問題。曾經發生(sheng)過(guo)這類事(shi)故，在(zai)對一批(pi)馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼泵軸(zhou)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后，因設備不(bu)足，未(wei)能及時(shi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)，又恰逢冬(dong)天，氣(qi)溫較低(di)，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)后放置15小時(shi),結果這批(pi)軸(zhou)全部(bu)開裂報廢。
