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(wan)全(quan)退火(huo)(huo)可(ke)改(gai)善鋼(gang)材鍛造、軋(ya)制、鑄造等(deng)加工后可(ke)能(neng)存(cun)在的不良組織(zhi)，并(bing)為以后淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)熱處理提供良好的組織(zhi)保證；可(ke)以完(wan)全(quan)消除各種應力(li)，降(jiang)低硬度，便(bian)于(yu)加工。
鍛軋態的(de)1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼經完全(quan)退火后(hou)，硬度分(fen)別不(bu)大于150HB,180HB和210HB.
一些對機械性(xing)能、耐(nai)腐蝕性(xing)能要求不高的零(ling)部件可以在(zai)完全退火狀態下(xia)使用。
2. 等溫退火
等溫(wen)退火是把鋼加熱到(dao)奧氏體化(hua)溫(wen)度(du)（一般采用(yong)850~880℃),也可以(yi)將鋼材鍛造(zao)或鑄造(zao)后冷(leng)卻(que)到(dao)這一溫(wen)度(du)區(qu)間，充分保溫(wen)，再冷(leng)卻(que)到(dao)該鋼奧氏體轉變最快的(de)溫(wen)度(du)范圍（俗稱轉變曲線的(de)鼻子部分，為700~740℃)充分保溫(wen)，使(shi)奧氏體充分轉變后空冷(leng)。
等溫退火(huo)(huo)可以(yi)起到(dao)完全(quan)退火(huo)(huo)的作用，而且(qie)比完全(quan)退火(huo)(huo)縮短了占用加熱爐的時間，提(ti)高(gao)了效率。
在工作(zuo)實踐中還(huan)發現，這類馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼的(de)等溫(wen)退火對改(gai)善不(bu)良的(de)鍛造組(zu)織，提高淬火、回火后的(de)力(li)學性能，特(te)別是提高沖擊韌性有(you)著(zhu)特(te)殊的(de)作(zuo)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，鋼的(de)(de)(de)非平衡組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)再(zai)次(ci)加熱(re)，發生(sheng)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)時(shi)，新相(xiang)可能生(sheng)成(cheng)球形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，也(ye)可能生(sheng)成(cheng)針形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，或者同時(shi)生(sheng)成(cheng)兩種(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。如果轉(zhuan)變(bian)產物以針形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)為主，則在(zai)加熱(re)轉(zhuan)變(bian)完成(cheng)后(hou)，鍛后(hou)得到(dao)的(de)(de)(de)粗大(da)(da)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶粒組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)會得到(dao)恢(hui)復并造成(cheng)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)遺傳。可想而(er)知，這(zhe)種(zhong)具(ju)有粗大(da)(da)的(de)(de)(de)或不均(jun)勻的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，在(zai)淬火冷卻時(shi)必(bi)然(ran)得到(dao)粗大(da)(da)的(de)(de)(de)或不均(jun)勻的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，經回火后(hou)，獲得不均(jun)勻索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，這(zhe)必(bi)將引起(qi)力學性(xing)能，特(te)別(bie)是沖擊(ji)韌性(xing)的(de)(de)(de)降低。
基(ji)于這種分析，我們將這批(pi)泵軸重新(xin)進行了等溫(wen)退火處理，獲(huo)得(de)了鐵素體和(he)碳化物的平衡組織。
經(jing)(jing)(jing)等(deng)(deng)溫(wen)退火的(de)泵軸再用原淬火、回(hui)(hui)火工(gong)藝處理后（（970±10)℃加熱保(bao)溫(wen)后油冷(leng)，（685±10)℃加熱保(bao)溫(wen)后油冷(leng)），力學性能(neng)完(wan)全達到技(ji)術要求(qiu)，實檢(jian)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)別為(wei)79.0J、74J和(he)74J,平均為(wei)75.7J.未(wei)經(jing)(jing)(jing)等(deng)(deng)溫(wen)退火的(de)淬火、回(hui)(hui)火組(zu)織(zhi)(zhi)和(he)經(jing)(jing)(jing)等(deng)(deng)溫(wen)退火后的(de)淬火、回(hui)(hui)火組(zu)織(zhi)(zhi)分(fen)別是(shi)圖4-11和(he)圖4-12。
3. 低溫退(tui)火
馬氏體(ti)不銹鋼(gang)低溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)，有的稱高(gao)溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)（嚴(yan)格從定義上(shang)來講和作用目的方面看(kan)，稱高(gao)溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)是不準確的），是把鋼(gang)加(jia)(jia)熱到Ac1溫(wen)(wen)(wen)度以(yi)上(shang)（有時略低于(yu)Ac1溫(wen)(wen)(wen)度）至A3溫(wen)(wen)(wen)度以(yi)下，保溫(wen)(wen)(wen)后爐冷(leng)或空冷(leng)。這種退火(huo)可以(yi)使鋼(gang)軟化，便于(yu)加(jia)(jia)工和消除應力(li)。對于(yu)改(gai)善組織的作用遠(yuan)不如完全退火(huo)和等溫(wen)(wen)(wen)退火(huo)。
低溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)一般用于較(jiao)小的鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)或以后還經淬火(huo)、回火(huo)熱處理的零(ling)部(bu)件(jian)。較(jiao)大(da)的鑄(zhu)件(jian)、鍛件(jian)及應力很大(da)的零(ling)部(bu)件(jian)毛坯，還是(shi)采用完全退(tui)火(huo)或等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)為好。
1Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、2Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、3Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼低(di)(di)溫退火(huo)溫度為740~780℃,如果以消除(chu)應力(li)為主要目的，可(ke)以降低(di)(di)加熱(re)溫度至(zhi)700℃左右。保溫后一般爐(lu)冷(leng)至(zhi)500℃以下出爐(lu)空冷(leng)。
低溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)后的(de)硬度(du)一般(ban)高于完全(quan)退(tui)火(huo)(huo)后的(de)硬度(du)30~40HB,依(yi)含碳量不(bu)同，可保(bao)持在180~230HB.當然，低溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)選擇的(de)溫(wen)度(du)越(yue)(yue)高，硬度(du)越(yue)(yue)低。圖(tu)4-13和(he)圖(tu)4-14分別顯示了1Cr13不(bu)銹鋼低溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)和(he)完全(quan)退(tui)火(huo)(huo)加熱溫(wen)度(du)、保(bao)溫(wen)時(shi)間與硬度(du)的(de)關(guan)系及低溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)與完全(quan)退(tui)火(huo)(huo)后的(de)硬度(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完(wan)全退火后應保證(zheng)的機械性能(neng)見表4-4,實測(ce)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
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼淬火的主要(yao)(yao)目的是要(yao)(yao)獲(huo)得馬氏體(ti)組織。即(ji)將其加熱(re)到(dao)A3以上的一個溫度范圍，使合金(jin)碳化(hua)物充分溶(rong)解，得到(dao)碳與(yu)鉻(ge)較均勻的奧氏體(ti)，然后，以適當的速度冷卻(que)下來，最終獲(huo)得馬氏體(ti)組織。
1. 淬火加熱
Cr13型馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)因(yin)含有(you)較高(gao)的(de)(de)鉻(ge)含量，提高(gao)了相變點Ac3,又因(yin)大量的(de)(de)合金碳化(hua)物的(de)(de)存(cun)在，使(shi)組織中的(de)(de)碳和(he)(he)鉻(ge)元素(su)分(fen)布不均，其在加(jia)熱過程中擴散速度(du)緩慢，所以，為使(shi)碳化(hua)物充分(fen)溶解，得(de)到成分(fen)比較均勻(yun)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)及冷卻之后(hou)得(de)到有(you)足夠碳、鉻(ge)飽和(he)(he)度(du)的(de)(de)均勻(yun)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織，這類鋼(gang)(gang)的(de)(de)淬(cui)火加(jia)熱溫度(du)高(gao)于碳鋼(gang)(gang)和(he)(he)合金結構鋼(gang)(gang)，即提高(gao)淬(cui)火加(jia)熱溫度(du)并適當延長保(bao)溫時間(jian)。
該類(lei)鋼導熱(re)性差，特別是(shi)在(zai)較低溫度(du)時(shi)，導熱(re)性更差，為防止加熱(re)過程中產(chan)生裂紋，保證零件的內外溫差較小，在(zai)淬火(huo)加熱(re)時(shi)應控(kong)制(zhi)加熱(re)速度(du)，或先行(xing)預熱(re)。根據經驗，在(zai)750℃以前，升(sheng)溫速度(du)應不大于80℃/h。
1Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼、2Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼、3Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼，因它們的含碳量不同(tong)，原始組織(zhi)存在差(cha)異，所(suo)以，各自(zi)的淬火(huo)加熱(re)溫(wen)度略有不同(tong)。
1Cr13不銹鋼(gang)由于含(han)碳量較低(di)，加熱到淬(cui)火溫度(du)時(shi)，仍處于奧氏體(ti)和鐵素體(ti)兩相區(qu)的邊緣部(bu)分，組織中會含(han)有一定量的鐵素體(ti)，見(jian)圖(tu)4-15。
淬火(huo)冷卻(que)后，這(zhe)部(bu)分未(wei)溶(rong)鐵素體(ti)保(bao)留(liu)在淬火(huo)鋼(gang)組織(zhi)中。鐵素體(ti)量(liang)(liang)的(de)多少，首先與含(han)(han)碳量(liang)(liang)有關，見圖4-16.此外，鉻的(de)含(han)(han)量(liang)(liang)及鉬、硅的(de)殘存量(liang)(liang)均產(chan)生(sheng)影(ying)(ying)響。淬火(huo)鋼(gang)中鐵素體(ti)的(de)存在，對硬度(du)、機械(xie)性(xing)能，尤其是沖擊韌性(xing)會產(chan)生(sheng)不(bu)良(liang)影(ying)(ying)響，所以(yi)，在對有較(jiao)高機械(xie)性(xing)能要求的(de)零件選用1Cr13鋼(gang)時，應(ying)特殊提出成分控(kong)制(zhi)條件。生(sheng)產(chan)實踐中發現，盡管(guan)1Cr13鋼(gang)成分都(dou)在標準(zhun)的(de)合格范圍內，但當(dang)實際含(han)(han)碳量(liang)(liang)低于0.11%,鉻量(liang)(liang)處(chu)于上限(xian)時（＞13%)組織(zhi)中的(de)鐵素體(ti)含(han)(han)量(liang)(liang)可(ke)達到15%~20%,而實際含(han)(han)碳量(liang)(liang)控(kong)制(zhi)在0.12%~0.15%,含(han)(han)鉻量(liang)(liang)在下限(xian)時（＜12%),則組織(zhi)中的(de)鐵素體(ti)量(liang)(liang)可(ke)小于5%。
淬(cui)火加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)對組織中的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體含量也產生影響。從圖4-16可見，在(zai)成分一(yi)定(ding)時，加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)950~1100℃區間內，鐵(tie)(tie)素(su)體量保持在(zai)較低范圍(wei)。隨著加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，鐵(tie)(tie)素(su)體量明顯(xian)增加。所(suo)以，在(zai)材料標準(zhun)中推薦的(de)(de)1Cr13 鋼淬(cui)火加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)為950~1000℃,但在(zai)實際(ji)生產中，為保證碳及合金元素(su)的(de)(de)充分溶解，常取淬(cui)火加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)1000~1050℃.更高(gao)的(de)(de)加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)會引(yin)起組織中的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體量增加及晶粒(li)長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)相對于(yu)1Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)來說，有更高的(de)(de)含碳量，一般情況下，淬(cui)火(huo)(huo)后組織(zhi)中(zhong)不(bu)會(hui)存(cun)在(zai)(zai)鐵素體(ti)，淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)確定主要是保(bao)(bao)證(zheng)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)碳化(hua)物能(neng)充分溶解于(yu)奧氏體(ti)中(zhong)，以保(bao)(bao)證(zheng)淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后獲得(de)理想的(de)(de)機械性能(neng)和耐腐蝕性。實踐證(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)(gang)(gang)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)選擇在(zai)(zai)980~1000℃且充分保(bao)(bao)溫(wen)即可，實際(ji)生產中(zhong)的(de)(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)略提高一些，2Cr13淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)通常取1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)碳化(hua)物偏多，實際(ji)生產中(zhong)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)取1020~1050℃即可。
更(geng)(geng)高(gao)的淬火(huo)加熱溫(wen)度不宜采用，因為更(geng)(geng)高(gao)的溫(wen)度會引起奧氏(shi)體(ti)晶粒粗大，帶來不良作用，見(jian)圖(tu)4-17。
淬火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)更高(gao)還會(hui)引起淬火(huo)硬度(du)下降，見圖4-18,這(zhe)主(zhu)要是(shi)由于合(he)金元素和碳的過(guo)分溶(rong)解(jie)，增加(jia)了奧氏(shi)體(ti)的穩定性(xing)，淬火(huo)后會(hui)存在較多(duo)的殘(can)留(liu)奧氏(shi)體(ti)的原因(yin)。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于(yu)較高含鉻量(liang)的(de)作用，使(shi)高溫(wen)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)較穩定，等(deng)溫(wen)轉(zhuan)變(bian)曲線(xian)右移。見圖(tu)4-19和圖(tu)4-20及圖(tu)4-9.在冷卻過程(cheng)中(zhong)不易(yi)發生珠光體(ti)(ti)(ti)(ti)和貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)，降低了臨界冷卻速(su)度，見圖(tu)4-21.在較低的(de)冷卻速(su)度條件下(xia)，即(ji)可進行馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)，獲得馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織，采用空冷或油冷均可得到較高的(de)淬火硬度。
但油冷(leng)卻比(bi)空氣冷(leng)卻的鋼在調質硬度(du)和強度(du)相同的情況下，有更(geng)好(hao)的塑性和韌(ren)性。所以，在實際生(sheng)產中，對(dui)于(yu)截面尺寸較大(da)的零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)或對(dui)機械性能，尤其是塑性和韌(ren)性要求較高的零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)，最好(hao)采用(yong)油冷(leng)，對(dui)于(yu)較小零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)和形狀復雜，易產生(sheng)淬火裂紋的零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)可采用(yong)空冷(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不(bu)銹鋼的臨界(jie)點（近似值）見表(biao)4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火(huo)冷卻后(hou)，獲得以馬(ma)氏體為基體的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)，因其固溶(rong)了碳，使晶格扭曲，存(cun)在較大(da)的(de)應(ying)(ying)力(li)，組(zu)織(zhi)(zhi)不夠穩(wen)定，不能直接應(ying)(ying)用(yong)，淬火(huo)后(hou)必須(xu)經回火(huo)再使用(yong)。
這三種牌號的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼普遍應用于制造機械(xie)構件，要求(qiu)(qiu)具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)綜(zong)合機械(xie)性(xing)(xing)能和一定的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能，一般(ban)淬(cui)火后(hou)再經(jing)高溫(wen)回(hui)(hui)火，即調質熱處(chu)理狀(zhuang)(zhuang)態下(xia)使(shi)用。回(hui)(hui)火溫(wen)度可(ke)根(gen)據強(qiang)韌(ren)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)選定在550~750℃之(zhi)間，回(hui)(hui)火后(hou)的(de)(de)(de)基(ji)體組(zu)(zu)織為索氏(shi)(shi)體，有(you)的(de)(de)(de)可(ke)能是保(bao)留淬(cui)火馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體位(wei)向(xiang)的(de)(de)(de)板條狀(zhuang)(zhuang)或粒狀(zhuang)(zhuang)索氏(shi)(shi)體。1Cr13鋼回(hui)(hui)火組(zu)(zu)織中還可(ke)能存在有(you)淬(cui)火加熱時未(wei)溶的(de)(de)(de)鐵(tie)素體。見圖4-22。
對于(yu)(yu)3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)，已屬于(yu)(yu)共(gong)析(xi)鋼(gang)，淬火(huo)后可(ke)(ke)獲得很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)，也常用于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)有高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)，高(gao)耐(nai)磨性(xing)能要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)零(ling)部件，如軸(zhou)套、擋(dang)套、密封環(huan)等(deng)。這時(shi)可(ke)(ke)采用較低(di)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)或(huo)者表面(mian)淬火(huo)后低(di)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)，依(yi)據對使用硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)，回(hui)(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)確(que)定在(zai)200~350℃之間，可(ke)(ke)獲得40~55HRC的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度(du)(du)。而400~550℃之間的(de)(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)，由(you)于(yu)(yu)組織(zhi)中會析(xi)出(chu)彌散度(du)(du)很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)合金碳化物，耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)降低(di)，并產生較大的(de)(de)(de)(de)脆性(xing)，所以一般不(bu)(bu)推薦采用，只有用其制(zhi)作彈(dan)性(xing)元件時(shi)，才(cai)采用這一區間的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)回(hui)(hui)火(huo)，如3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)用于(yu)(yu)制(zhi)造(zao)彈(dan)簧時(shi)，淬火(huo)油冷后在(zai)450℃左右回(hui)(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(wen)度(du)與硬度(du)之間的關系曲(qu)線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬(ying)度(du)要求選定的回火溫度(du)范(fan)圍見(jian)表4-7。
這三種鋼的回火冷(leng)卻一般(ban)采(cai)用(yong)空(kong)冷(leng)，如果對韌性(xing)有更高(gao)的要求時，也可采(cai)用(yong)油冷(leng)卻，特別是2Cr13鋼油冷(leng)比空(kong)冷(leng)的韌性(xing)有較大(da)幅度的提高(gao)。
四、熱處理時需要注意(yi)的一(yi)些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳含量的控制問題
在一些不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)相關標(biao)準中(zhong)(zhong)，對(dui)(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)標(biao)注為(wei)不(bu)(bu)(bu)大于(yu)(yu)0.15%,這(zhe)種對(dui)(dui)碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)無下(xia)限(xian)的(de)(de)控制為(wei)實(shi)際(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)產帶(dai)來了(le)麻(ma)煩，主要反映在熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)和熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)質(zhi)量(liang)(liang)上(shang)。眾所周知，碳(tan)(tan)(tan)(tan)與(yu)硫、磷(lin)等(deng)有害元素(su)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，硫、磷(lin)控制得越低(di)越好，而碳(tan)(tan)(tan)(tan)在馬氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)雙重作用(yong)決定(ding)了(le)其含(han)(han)量(liang)(liang)應有上(shang)限(xian)和下(xia)限(xian)控制，否則(ze)將(jiang)滿足(zu)不(bu)(bu)(bu)了(le)使(shi)用(yong)要求(qiu)。當(dang)1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)低(di)于(yu)(yu)0.09%,而鉻又是(shi)(shi)標(biao)準中(zhong)(zhong)的(de)(de)中(zhong)(zhong)、上(shang)限(xian)時，組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)會存(cun)在較多(duo)量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，這(zhe)不(bu)(bu)(bu)僅保證不(bu)(bu)(bu)了(le)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)(de)機械(xie)性(xing)能，韌(ren)性(xing)很差，還會對(dui)(dui)復雜零(ling)件的(de)(de)鑄(zhu)造生(sheng)(sheng)(sheng)產產生(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)(bu)(bu)利作用(yong)。在工廠鑄(zhu)造生(sheng)(sheng)(sheng)產的(de)(de)ZG1Cr13葉輪中(zhong)(zhong)，就多(duo)次出現過因碳(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)低(di)而造成(cheng)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)問題。比如(ru)，有一批ZG1Cr13泵葉輪經(jing)調質(zhi)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)后(hou)，機械(xie)性(xing)能達不(bu)(bu)(bu)到(dao)指標(biao)，特別是(shi)(shi)沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)很低(di)，而且在葉輪開口部位(wei)葉片與(yu)蓋(gai)板相連接處(chu)(chu)(chu)根部產生(sheng)(sheng)(sheng)裂紋，經(jing)過金相分析，組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)含(han)(han)有近20%左(zuo)右的(de)(de)塊狀(zhuang)鐵(tie)素(su)體(ti)，裂紋恰恰起源于(yu)(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)塊處(chu)(chu)(chu)，這(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)強度低(di)于(yu)(yu)基體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，在鑄(zhu)造和熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)應力的(de)(de)作用(yong)下(xia)，成(cheng)為(wei)薄弱點而產生(sheng)(sheng)(sheng)裂紋。后(hou)經(jing)對(dui)(dui)這(zhe)批鑄(zhu)件成(cheng)分復查(cha)，其含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)只達0.07%,鉻為(wei)13.58%,硅為(wei)0.8%,正是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)過低(di)而鉻、硅偏上(shang)限(xian)，致使(shi)鋼組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)產生(sheng)(sheng)(sheng)了(le)大量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，并導致性(xing)能降低(di)和產生(sheng)(sheng)(sheng)鑄(zhu)造裂紋。熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)裂紋。后(hou)將(jiang)鑄(zhu)造葉輪ZG1Cr13的(de)(de)含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)控制為(wei)不(bu)(bu)(bu)低(di)于(yu)(yu)0.10%,最(zui)佳控制范(fan)圍為(wei)0.12%~0.14%,再(zai)沒發生(sheng)(sheng)(sheng)過同(tong)類質(zhi)量(liang)(liang)問題。
2. 回火脆性(xing)問(wen)題
關(guan)于Cr13型馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)回火脆性(xing)問(wen)題還(huan)缺乏系統(tong)的(de)研究，一般認(ren)為其存在(zai)回火脆性(xing)，特別是2Cr13鋼(gang)(gang)回火脆性(xing)更敏感一些。這幾種鋼(gang)(gang)應(ying)用于制造(zao)機械構(gou)件(jian)時，常在(zai)調質狀態下使用，對(dui)第二類(lei)回火脆性(xing)尤(you)應(ying)注(zhu)意(yi)，當要求(qiu)有高韌(ren)性(xing)時，回火時應(ying)采用油(you)冷。表4-8顯示了不同回火冷卻方法對(dui)2Cr13鋼(gang)(gang)沖擊韌(ren)性(xing)的(de)影(ying)響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂(lie)紋問題
在馬氏體不銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含(han)碳量較高，淬火(huo)冷卻，特(te)別是(shi)油冷時會(hui)產生(sheng)較大的淬火(huo)應(ying)力(li)，其馬氏體轉變(bian)溫(wen)度又低，易產生(sheng)淬火(huo)裂(lie)紋。所以(yi)，3Cr13鋼(gang)淬火(huo)時，應(ying)注意(yi)防止(zhi)裂(lie)紋的發生(sheng)。可采(cai)取以(yi)下一些措施。
①. 盡量(liang)在(zai)粗加(jia)工后淬火
因為鍛造或軋制坯件的表(biao)(biao)面可能(neng)存在(zai)細紋(wen)、劃(hua)痕等、將成(cheng)為淬(cui)火(huo)應力集中點(dian)和淬(cui)火(huo)裂紋(wen)的誘因。如粗加工確實有困(kun)難(nan)，可用砂輪等工具磨掉表(biao)(biao)面缺陷。
②. 控制淬火(huo)加熱速度
這類鋼一般都是塑性差、導熱(re)(re)性不好。淬火加熱(re)(re)速度(du)(du)(du)過(guo)快，表(biao)面與心部溫差增大，在(zai)表(biao)面層(ceng)(ceng)已發生(sheng)奧氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)時，內層(ceng)(ceng)還(huan)處于(yu)較低溫度(du)(du)(du)的低塑性狀態，這樣，表(biao)面層(ceng)(ceng)因奧氏(shi)轉(zhuan)變(bian)體積變(bian)小收縮，受到內層(ceng)(ceng)制(zhi)約，產(chan)生(sheng)拉應(ying)(ying)力，當拉應(ying)(ying)力超過(guo)材料破斷強度(du)(du)(du)時，即產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)。因此，可采(cai)用預熱(re)(re)（500~700℃)或在(zai)低溫段控制(zhi)升(sheng)溫速度(du)(du)(du)不大于(yu)80℃/h,800℃后(hou)再提高升(sheng)溫速度(du)(du)(du)等方(fang)法(fa)。
③. 控(kong)制淬(cui)火油(you)冷卻時的工(gong)件出油(you)溫度。
這類材料因合金元(yuan)素高，馬(ma)氏體轉(zhuan)變溫(wen)度(du)又低，如果淬(cui)(cui)火(huo)(huo)冷卻(que)時間(jian)長，會(hui)增加(jia)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)力(li)而產生淬(cui)(cui)火(huo)(huo)裂紋(wen)，特別是(shi)截面(mian)(mian)較大的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)，有時心部原始組(zu)織的(de)(de)缺陷比表(biao)面(mian)(mian)嚴重，加(jia)大了淬(cui)(cui)火(huo)(huo)產生裂紋(wen)的(de)(de)可(ke)能性。可(ke)適當減(jian)緩(huan)工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)冷卻(que)速度(du)。如控制(zhi)工(gong)件(jian)(jian)出油時的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度(du)，一(yi)般(ban)控制(zhi)在馬(ma)氏體開始轉(zhuan)變溫(wen)度(du)以下150~200℃,或表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度(du)不高于50~80℃.對于大型工(gong)件(jian)(jian)，心部溫(wen)度(du)較高，熱量還會(hui)向表(biao)面(mian)(mian)傳(chuan)遞(di)，可(ke)采用油－空氣－油－空氣交替冷卻(que)的(de)(de)方式，以減(jian)緩(huan)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)力(li)。
在(zai)高碳馬(ma)氏體(ti)鋼油淬火冷卻時，還(huan)應注(zhu)意的(de)一個問題是適當控制油的(de)攪(jiao)動(dong)速度(du)。在(zai)保證油溫不大于(yu)80℃和不發(fa)生火災的(de)條件(jian)下，不必盲目追求和加大油的(de)冷卻效果，試驗研究表明機械油在(zai)特別劇烈攪(jiao)動(dong)時的(de)淬火冷卻能(neng)力(li)會接近水的(de)淬火冷卻能(neng)力(li)，這(zhe)(zhe)對馬(ma)氏體(ti)不銹鋼來說是很危(wei)險的(de)。這(zhe)(zhe)種情況(kuang)也是有過教訓的(de)。
④. 淬火后及(ji)時(shi)回火
馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)冷卻(que)結束(shu)后，心部(bu)還會(hui)繼續發生馬氏(shi)(shi)體轉(zhuan)變，不(bu)(bu)斷增加淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應力(li)，工件在(zai)放置(zhi)(zhi)過(guo)程中(zhong)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應力(li)也(ye)會(hui)改變其(qi)分布方式，形成新的應力(li)集中(zhong)點，這(zhe)(zhe)都(dou)可能(neng)使(shi)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)工件在(zai)放置(zhi)(zhi)過(guo)程中(zhong)發生開(kai)裂，所以，這(zhe)(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后應及(ji)時(shi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)。工件冷卻(que)到室溫或(huo)用(yong)手可長期觸及(ji)的溫度(du)時(shi)即可回(hui)火(huo)(huo)(huo)。淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后最多不(bu)(bu)要(yao)超過(guo)8小(xiao)時(shi)應進行回(hui)火(huo)(huo)(huo)，尤(you)其(qi)在(zai)北方冬季(ji)更應注意這(zhe)(zhe)一問題。曾經(jing)發生過(guo)這(zhe)(zhe)類事故(gu)，在(zai)對一批馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)泵軸淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后，因設備不(bu)(bu)足，未能(neng)及(ji)時(shi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)，又恰逢冬天，氣(qi)溫較(jiao)低，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后放置(zhi)(zhi)15小(xiao)時(shi),結果這(zhe)(zhe)批軸全部(bu)開(kai)裂報廢。
