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(huo)
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。
完全(quan)退(tui)火(huo)可(ke)(ke)改善鋼材(cai)鍛造、軋制、鑄(zhu)造等(deng)加(jia)工后可(ke)(ke)能存在的不良組織(zhi)，并為(wei)以(yi)(yi)后淬(cui)火(huo)、回火(huo)熱處理提供良好(hao)的組織(zhi)保證；可(ke)(ke)以(yi)(yi)完全(quan)消除各種應力，降低硬度(du)，便于加(jia)工。
鍛軋態的1Cr13不銹鋼、2Cr13不銹鋼、3Cr13不銹鋼經完全退(tui)火后(hou)，硬度分(fen)別不大(da)于(yu)150HB,180HB和210HB.
一些對機械(xie)性能、耐腐(fu)蝕性能要(yao)求不高的零(ling)部(bu)件可以在完全退(tui)火狀態下(xia)使用。
2. 等(deng)溫退(tui)火
等溫(wen)退火是把鋼(gang)加熱到奧(ao)氏體(ti)化溫(wen)度(du)（一(yi)般采用(yong)850~880℃),也可(ke)以(yi)將鋼(gang)材鍛造或鑄造后(hou)冷卻到這一(yi)溫(wen)度(du)區間(jian)，充(chong)(chong)分(fen)(fen)保溫(wen)，再(zai)冷卻到該(gai)鋼(gang)奧(ao)氏體(ti)轉(zhuan)變最快的溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)（俗稱轉(zhuan)變曲線的鼻子部分(fen)(fen)，為700~740℃)充(chong)(chong)分(fen)(fen)保溫(wen)，使(shi)奧(ao)氏體(ti)充(chong)(chong)分(fen)(fen)轉(zhuan)變后(hou)空冷。
等溫退(tui)火可以起到完全退(tui)火的(de)作用，而且比(bi)完全退(tui)火縮(suo)短了占(zhan)用加(jia)熱爐(lu)的(de)時間，提(ti)高了效(xiao)率(lv)。
在工作實踐中還發現，這(zhe)類馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)等溫退火(huo)對改善不(bu)良(liang)的(de)鍛造組(zu)織(zhi)，提(ti)高淬火(huo)、回(hui)火(huo)后的(de)力(li)學(xue)性(xing)能，特別是提(ti)高沖擊韌性(xing)有著特殊(shu)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(yan)究表明，鋼的(de)非平衡(heng)組織(zhi)(zhi)再(zai)次加(jia)熱，發生(sheng)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變時(shi)，新相(xiang)可能(neng)生(sheng)成(cheng)球(qiu)形奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，也可能(neng)生(sheng)成(cheng)針形奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，或(huo)(huo)者同時(shi)生(sheng)成(cheng)兩種(zhong)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。如果轉變產物以(yi)針形奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)為主，則(ze)在加(jia)熱轉變完成(cheng)后(hou)，鍛后(hou)得(de)(de)(de)到(dao)的(de)粗大(da)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶粒組織(zhi)(zhi)會得(de)(de)(de)到(dao)恢復(fu)并造成(cheng)組織(zhi)(zhi)遺(yi)傳。可想(xiang)而知(zhi)，這種(zhong)具(ju)有粗大(da)的(de)或(huo)(huo)不均勻的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，在淬火冷卻(que)時(shi)必然(ran)得(de)(de)(de)到(dao)粗大(da)的(de)或(huo)(huo)不均勻的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)，經回(hui)火后(hou)，獲得(de)(de)(de)不均勻索氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)，這必將引起力學(xue)性能(neng)，特別是沖擊韌性的(de)降(jiang)低(di)。
基于這種分析，我們將(jiang)這批(pi)泵軸重(zhong)新進(jin)行了等溫(wen)退火(huo)處理，獲得了鐵素體和(he)碳化物的(de)平衡(heng)組織。
經等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)的(de)泵軸(zhou)再用原淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)工(gong)藝處理后(hou)(hou)（（970±10)℃加(jia)熱(re)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)油冷(leng)，（685±10)℃加(jia)熱(re)保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)(hou)油冷(leng)），力(li)學性能完全達(da)到技術要求(qiu)，實檢性能：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,三個(ge)試(shi)樣(yang)分(fen)別為(wei)(wei)(wei)79.0J、74J和74J,平均為(wei)(wei)(wei)75.7J.未經等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)的(de)淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)組織和經等溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)的(de)淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)組織分(fen)別是圖4-11和圖4-12。
3. 低溫退(tui)火
馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼低(di)溫(wen)退火(huo)，有的稱高溫(wen)回火(huo)（嚴(yan)格(ge)從(cong)定義上(shang)來講(jiang)和作(zuo)用目的方面看，稱高溫(wen)回火(huo)是不準(zhun)確的），是把鋼加(jia)熱到Ac1溫(wen)度(du)以上(shang)（有時略低(di)于Ac1溫(wen)度(du)）至A3溫(wen)度(du)以下，保(bao)溫(wen)后(hou)爐冷或(huo)空(kong)冷。這種退火(huo)可以使鋼軟(ruan)化，便于加(jia)工和消除應力(li)。對于改善組織的作(zuo)用遠(yuan)不如完全退火(huo)和等溫(wen)退火(huo)。
低溫退(tui)火(huo)一般用于較(jiao)小(xiao)的(de)(de)鑄件(jian)、鍛(duan)件(jian)或以后還經淬(cui)火(huo)、回(hui)火(huo)熱處理的(de)(de)零部件(jian)。較(jiao)大的(de)(de)鑄件(jian)、鍛(duan)件(jian)及應力很(hen)大的(de)(de)零部件(jian)毛坯，還是采用完全退(tui)火(huo)或等溫退(tui)火(huo)為好。
1Cr13不銹(xiu)鋼(gang)、2Cr13不銹(xiu)鋼(gang)、3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)低溫(wen)(wen)退火溫(wen)(wen)度(du)(du)為740~780℃,如(ru)果(guo)以(yi)(yi)消(xiao)除(chu)應力(li)為主(zhu)要目的，可以(yi)(yi)降低加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)至700℃左右。保(bao)溫(wen)(wen)后一般爐冷(leng)至500℃以(yi)(yi)下出爐空(kong)冷(leng)。
低溫退(tui)火(huo)后的(de)硬度(du)一般(ban)高(gao)于完全(quan)退(tui)火(huo)后的(de)硬度(du)30~40HB,依含碳量不同(tong)，可保持在180~230HB.當然，低溫退(tui)火(huo)選擇(ze)的(de)溫度(du)越(yue)高(gao)，硬度(du)越(yue)低。圖4-13和圖4-14分別顯示了1Cr13不銹鋼(gang)低溫退(tui)火(huo)和完全(quan)退(tui)火(huo)加熱溫度(du)、保溫時間與硬度(du)的(de)關系及低溫退(tui)火(huo)與完全(quan)退(tui)火(huo)后的(de)硬度(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼(gang)和3Cr13鋼(gang)完全退火(huo)后應(ying)保證的(de)機械性能(neng)見(jian)表(biao)4-4,實測(ce)性能(neng)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)(de)主(zhu)要(yao)目的(de)(de)是要(yao)獲(huo)得(de)(de)(de)馬氏體(ti)組織。即將其加熱到A3以上的(de)(de)一個溫度(du)范(fan)圍，使(shi)合金碳化物充分溶解(jie)，得(de)(de)(de)到碳與鉻較均勻的(de)(de)奧氏體(ti)，然后，以適當的(de)(de)速度(du)冷卻下來(lai)，最(zui)終獲(huo)得(de)(de)(de)馬氏體(ti)組織。
1. 淬火加(jia)熱
Cr13型馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)因含(han)有較高(gao)的鉻(ge)含(han)量，提高(gao)了相變(bian)點Ac3,又因大量的合(he)金碳(tan)(tan)化物(wu)的存(cun)在，使(shi)組(zu)織中的碳(tan)(tan)和鉻(ge)元素分(fen)布(bu)不(bu)均，其在加(jia)熱(re)過程中擴散速度(du)緩慢，所以(yi)，為使(shi)碳(tan)(tan)化物(wu)充分(fen)溶解，得(de)到成分(fen)比較均勻的奧氏體及冷卻之后得(de)到有足夠碳(tan)(tan)、鉻(ge)飽(bao)和度(du)的均勻的馬氏體組(zu)織，這類鋼(gang)(gang)的淬火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)高(gao)于(yu)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)和合(he)金結(jie)構鋼(gang)(gang)，即提高(gao)淬火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)并適當延長保溫(wen)(wen)(wen)時間。
該類鋼導(dao)(dao)熱(re)性(xing)差(cha)，特別是(shi)在較(jiao)低(di)溫(wen)度時(shi)，導(dao)(dao)熱(re)性(xing)更差(cha)，為防止加(jia)(jia)熱(re)過程中產生裂(lie)紋，保證零件的內外溫(wen)差(cha)較(jiao)小，在淬火加(jia)(jia)熱(re)時(shi)應控制(zhi)加(jia)(jia)熱(re)速(su)度，或(huo)先行預熱(re)。根據經驗，在750℃以前，升溫(wen)速(su)度應不大于80℃/h。
1Cr13不銹鋼(gang)、2Cr13不銹鋼(gang)、3Cr13不銹鋼(gang)，因它們的含碳(tan)量不同(tong)，原始組織存在差異，所以(yi)，各自的淬火(huo)加熱溫(wen)度(du)略有不同(tong)。
1Cr13不銹(xiu)鋼由于含碳量(liang)(liang)較低(di)，加熱(re)到淬火溫度時，仍處(chu)于奧(ao)氏體(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)兩相區(qu)的(de)邊(bian)緣部分，組織中會含有一(yi)定(ding)量(liang)(liang)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)，見(jian)圖4-15。
淬(cui)火(huo)(huo)冷卻后(hou)，這(zhe)部(bu)分(fen)未溶鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體保留在(zai)淬(cui)火(huo)(huo)鋼組織中。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體量(liang)(liang)的(de)多少，首先(xian)與含(han)(han)碳量(liang)(liang)有(you)關，見(jian)圖(tu)4-16.此外，鉻的(de)含(han)(han)量(liang)(liang)及鉬、硅(gui)的(de)殘存(cun)量(liang)(liang)均(jun)產(chan)(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。淬(cui)火(huo)(huo)鋼中鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體的(de)存(cun)在(zai)，對硬度、機械(xie)性能(neng)，尤其是沖擊韌性會產(chan)(chan)生(sheng)不良影(ying)響(xiang)，所以(yi)，在(zai)對有(you)較高機械(xie)性能(neng)要(yao)求(qiu)的(de)零件選用1Cr13鋼時(shi)(shi)，應特(te)殊提出成分(fen)控制(zhi)條件。生(sheng)產(chan)(chan)實(shi)踐(jian)中發現，盡管(guan)1Cr13鋼成分(fen)都在(zai)標準的(de)合格范圍內(nei)，但當實(shi)際(ji)含(han)(han)碳量(liang)(liang)低于0.11%,鉻量(liang)(liang)處于上限時(shi)(shi)（＞13%)組織中的(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體含(han)(han)量(liang)(liang)可達到(dao)15%~20%,而實(shi)際(ji)含(han)(han)碳量(liang)(liang)控制(zhi)在(zai)0.12%~0.15%,含(han)(han)鉻量(liang)(liang)在(zai)下限時(shi)(shi)（＜12%),則組織中的(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體量(liang)(liang)可小于5%。
淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)對組(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵(tie)素體含量也產(chan)生(sheng)影(ying)響。從圖4-16可見，在(zai)(zai)(zai)成分一定時，加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)(zai)(zai)950~1100℃區間內，鐵(tie)素體量保持在(zai)(zai)(zai)較低范圍。隨著(zhu)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)升高，鐵(tie)素體量明顯增加(jia)。所(suo)以，在(zai)(zai)(zai)材(cai)料標(biao)準中(zhong)(zhong)推薦的(de)(de)1Cr13 鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)950~1000℃,但在(zai)(zai)(zai)實際生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)，為(wei)保證碳及合金(jin)元素的(de)(de)充分溶解(jie)，常取淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)(zai)(zai)1000~1050℃.更高的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)會引(yin)起組(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵(tie)素體量增加(jia)及晶粒(li)長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼相對于1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼來說，有更高的含碳量，一般情況下，淬火(huo)(huo)(huo)(huo)后組織中(zhong)不(bu)會存在(zai)鐵素體(ti)，淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度的確定主要是(shi)保(bao)(bao)證(zheng)鋼中(zhong)的碳化物能(neng)充分(fen)溶解于奧氏體(ti)中(zhong)，以(yi)保(bao)(bao)證(zheng)淬火(huo)(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)(huo)后獲得理想的機械性能(neng)和耐腐蝕性。實踐(jian)證(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度選擇在(zai)980~1000℃且充分(fen)保(bao)(bao)溫(wen)即可(ke)，實際(ji)生(sheng)產中(zhong)的加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度略提高一些，2Cr13淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度通(tong)常(chang)取1000~1030℃,而3Cr13鋼中(zhong)碳化物偏多，實際(ji)生(sheng)產中(zhong)淬火(huo)(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度取1020~1050℃即可(ke)。
更高的淬火加熱溫度(du)不(bu)宜采用，因為(wei)更高的溫度(du)會引起奧(ao)氏體晶粒粗大，帶來(lai)不(bu)良(liang)作(zuo)用，見圖(tu)4-17。
淬(cui)火加熱溫度(du)(du)更高(gao)還會(hui)引起淬(cui)火硬(ying)度(du)(du)下降，見圖4-18,這主要是由于合金(jin)元素(su)和碳的(de)過分溶解，增加了奧(ao)氏體的(de)穩(wen)定(ding)性，淬(cui)火后會(hui)存(cun)在較(jiao)多的(de)殘留奧(ao)氏體的(de)原因。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼(gang)，由于較高(gao)含(han)鉻量(liang)的作(zuo)用(yong)，使高(gao)溫(wen)奧(ao)氏(shi)體(ti)較穩定，等(deng)溫(wen)轉(zhuan)變(bian)曲(qu)線右移。見(jian)圖4-19和圖4-20及(ji)圖4-9.在冷(leng)(leng)卻(que)(que)過程中(zhong)不易發生珠(zhu)光體(ti)和貝(bei)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)，降(jiang)低(di)了臨界冷(leng)(leng)卻(que)(que)速度(du)(du)，見(jian)圖4-21.在較低(di)的冷(leng)(leng)卻(que)(que)速度(du)(du)條件(jian)下，即可(ke)進行馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)，獲得(de)馬氏(shi)體(ti)組織，采用(yong)空冷(leng)(leng)或油冷(leng)(leng)均可(ke)得(de)到較高(gao)的淬火硬度(du)(du)。
但油冷卻比(bi)空氣冷卻的鋼(gang)在(zai)調質硬度和強度相同的情況(kuang)下，有(you)更好的塑性(xing)和韌性(xing)。所以(yi)，在(zai)實際生(sheng)產中，對(dui)于(yu)截面(mian)尺寸(cun)較大的零件(jian)或對(dui)機械性(xing)能，尤其是塑性(xing)和韌性(xing)要求較高的零件(jian)，最好采用油冷，對(dui)于(yu)較小零件(jian)和形狀(zhuang)復(fu)雜，易產生(sheng)淬火裂紋的零件(jian)可采用空冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的(de)臨界點（近似值）見表4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火冷卻后(hou)，獲(huo)得以馬氏體(ti)為基體(ti)的(de)組織，因其固溶了(le)碳，使(shi)晶格扭曲，存在較大的(de)應力，組織不夠穩定，不能(neng)直接應用，淬火后(hou)必須經回火再使(shi)用。
這三種牌(pai)號的(de)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼普遍應用于制造機械(xie)構件，要求具(ju)有良好的(de)綜合機械(xie)性(xing)能和一定的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)能，一般淬火后(hou)再(zai)經(jing)高溫回(hui)(hui)火，即(ji)調質(zhi)熱處理(li)狀(zhuang)(zhuang)態下使用。回(hui)(hui)火溫度可(ke)(ke)根據強(qiang)韌(ren)性(xing)的(de)要求選定在(zai)550~750℃之間，回(hui)(hui)火后(hou)的(de)基體(ti)組(zu)織(zhi)為索氏體(ti)，有的(de)可(ke)(ke)能是(shi)保留淬火馬氏體(ti)位向(xiang)的(de)板條狀(zhuang)(zhuang)或粒狀(zhuang)(zhuang)索氏體(ti)。1Cr13鋼回(hui)(hui)火組(zu)織(zhi)中(zhong)還可(ke)(ke)能存在(zai)有淬火加熱時未溶的(de)鐵素體(ti)。見(jian)圖4-22。
對于(yu)(yu)3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)，已屬于(yu)(yu)共析鋼(gang)，淬(cui)火(huo)后可獲(huo)得(de)很(hen)高的(de)(de)硬(ying)度，也常用(yong)(yong)于(yu)(yu)制造有高硬(ying)度，高耐(nai)磨性能要求(qiu)的(de)(de)零部(bu)件，如(ru)軸(zhou)套、擋套、密封(feng)環等。這(zhe)時(shi)可采用(yong)(yong)較低溫(wen)度的(de)(de)回火(huo)或者表面淬(cui)火(huo)后低溫(wen)回火(huo)，依據對使用(yong)(yong)硬(ying)度的(de)(de)要求(qiu)，回火(huo)溫(wen)度確定(ding)在(zai)200~350℃之間，可獲(huo)得(de)40~55HRC的(de)(de)硬(ying)度。而400~550℃之間的(de)(de)回火(huo)，由(you)于(yu)(yu)組織中(zhong)會析出彌散度很(hen)高的(de)(de)合金碳化物(wu)，耐(nai)腐蝕(shi)性降低，并產(chan)生較大的(de)(de)脆性，所以(yi)一(yi)般不推薦采用(yong)(yong)，只(zhi)有用(yong)(yong)其制作彈性元件時(shi)，才采用(yong)(yong)這(zhe)一(yi)區間的(de)(de)溫(wen)度回火(huo)，如(ru)3Cr13不銹(xiu)鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制造彈簧時(shi)，淬(cui)火(huo)油冷(leng)后在(zai)450℃左右(you)回火(huo)，可保持硬(ying)度在(zai)45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度與硬(ying)度之(zhi)間的關系曲(qu)線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按(an)硬度(du)要(yao)求(qiu)選定的(de)回火(huo)溫度(du)范圍見表(biao)4-7。
這三種鋼的回火冷(leng)(leng)(leng)卻(que)一般采用(yong)(yong)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)，如(ru)果對(dui)韌(ren)性有更高(gao)的要求(qiu)時，也可采用(yong)(yong)油冷(leng)(leng)(leng)卻(que)，特別(bie)是2Cr13鋼油冷(leng)(leng)(leng)比空(kong)冷(leng)(leng)(leng)的韌(ren)性有較大幅度的提高(gao)。
四、熱處(chu)理時(shi)需要注意的一些問題(ti)
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳含(han)量的控制問題
在(zai)一些不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)標準中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，對(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)標注為(wei)不(bu)(bu)(bu)大于(yu)0.15%,這(zhe)(zhe)種對(dui)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)無下(xia)限的(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)為(wei)實際(ji)生產帶來了(le)麻(ma)煩，主要反映在(zai)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)和(he)(he)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)質(zhi)量(liang)上(shang)(shang)。眾所周(zhou)知，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)與(yu)(yu)硫、磷等有(you)害元(yuan)素(su)(su)不(bu)(bu)(bu)同，硫、磷控制(zhi)得越(yue)低(di)越(yue)好，而碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)雙重(zhong)作(zuo)用決定了(le)其(qi)含(han)量(liang)應(ying)有(you)上(shang)(shang)限和(he)(he)下(xia)限控制(zhi)，否則將(jiang)滿(man)足不(bu)(bu)(bu)了(le)使(shi)(shi)用要求。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)低(di)于(yu)0.09%,而鉻又是(shi)標準中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)、上(shang)(shang)限時(shi)，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)存(cun)在(zai)較(jiao)多量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)，這(zhe)(zhe)不(bu)(bu)(bu)僅(jin)保證(zheng)不(bu)(bu)(bu)了(le)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)，韌性(xing)(xing)很差，還會(hui)對(dui)復(fu)雜零件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生產產生不(bu)(bu)(bu)利作(zuo)用。在(zai)工廠鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生產的(de)(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)(xie)輪(lun)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，就多次出(chu)現過因碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)低(di)而造(zao)(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)問題。比如(ru)，有(you)一批ZG1Cr13泵葉(xie)(xie)輪(lun)經(jing)調質(zhi)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)后(hou)，機械(xie)(xie)性(xing)(xing)能(neng)達不(bu)(bu)(bu)到指標，特別是(shi)沖擊韌性(xing)(xing)很低(di)，而且在(zai)葉(xie)(xie)輪(lun)開(kai)口部位葉(xie)(xie)片與(yu)(yu)蓋板(ban)相(xiang)連接處(chu)(chu)(chu)(chu)根部產生裂(lie)紋(wen)，經(jing)過金(jin)相(xiang)分(fen)析，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)近20%左右(you)的(de)(de)(de)(de)(de)塊(kuai)(kuai)狀鐵素(su)(su)體(ti)，裂(lie)紋(wen)恰(qia)恰(qia)起(qi)源于(yu)鐵素(su)(su)體(ti)塊(kuai)(kuai)處(chu)(chu)(chu)(chu)，這(zhe)(zhe)是(shi)因為(wei)鐵素(su)(su)體(ti)強度低(di)于(yu)基體(ti)組(zu)織(zhi)，在(zai)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)和(he)(he)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)，成(cheng)為(wei)薄弱點而產生裂(lie)紋(wen)。后(hou)經(jing)對(dui)這(zhe)(zhe)批鑄(zhu)(zhu)件(jian)成(cheng)分(fen)復(fu)查，其(qi)含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)只(zhi)達0.07%,鉻為(wei)13.58%,硅為(wei)0.8%,正是(shi)由(you)于(yu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)過低(di)而鉻、硅偏(pian)上(shang)(shang)限，致使(shi)(shi)鋼(gang)組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)產生了(le)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)，并導致性(xing)(xing)能(neng)降低(di)和(he)(he)產生鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)裂(lie)紋(wen)。熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)裂(lie)紋(wen)。后(hou)將(jiang)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)葉(xie)(xie)輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)控制(zhi)為(wei)不(bu)(bu)(bu)低(di)于(yu)0.10%,最佳控制(zhi)范圍為(wei)0.12%~0.14%,再沒發(fa)生過同類(lei)質(zhi)量(liang)問題。
2. 回火脆性(xing)問題
關于(yu)Cr13型(xing)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)回(hui)火(huo)脆性(xing)問題還缺乏(fa)系統(tong)的(de)研究，一般認為其存在(zai)回(hui)火(huo)脆性(xing)，特別(bie)是2Cr13鋼回(hui)火(huo)脆性(xing)更敏感一些。這幾種(zhong)鋼應用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造機械(xie)構件時，常在(zai)調(diao)質狀態下使用(yong)(yong)，對第二類回(hui)火(huo)脆性(xing)尤應注意(yi)，當(dang)要求有高(gao)韌性(xing)時，回(hui)火(huo)時應采用(yong)(yong)油冷。表4-8顯示了不(bu)同回(hui)火(huo)冷卻(que)方(fang)法對2Cr13鋼沖擊韌性(xing)的(de)影響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂(lie)紋(wen)問題
在(zai)馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含碳(tan)量較高，淬火(huo)冷卻，特別是油(you)冷時(shi)會產(chan)生(sheng)(sheng)較大的淬火(huo)應力，其馬(ma)氏體轉變溫(wen)度又低，易產(chan)生(sheng)(sheng)淬火(huo)裂紋。所(suo)以(yi)，3Cr13鋼(gang)淬火(huo)時(shi)，應注意防(fang)止裂紋的發(fa)生(sheng)(sheng)。可采取(qu)以(yi)下一些措施。
①. 盡(jin)量在(zai)粗加工(gong)后淬火
因(yin)為鍛造或軋(ya)制坯件的表面(mian)可能存在(zai)細紋(wen)、劃痕等、將成為淬(cui)火應(ying)力集(ji)中(zhong)點和淬(cui)火裂紋(wen)的誘因(yin)。如粗(cu)加(jia)工(gong)確(que)實有困難(nan)，可用砂(sha)輪等工(gong)具磨掉表面(mian)缺陷。
②. 控制(zhi)淬火加熱速(su)度
這類鋼一般都是塑性(xing)差(cha)、導熱性(xing)不好。淬火加熱速度過快，表(biao)面與心部溫(wen)(wen)差(cha)增大(da)，在表(biao)面層(ceng)已發生(sheng)奧(ao)氏體轉變時，內(nei)層(ceng)還(huan)處于較低溫(wen)(wen)度的低塑性(xing)狀態，這樣(yang)，表(biao)面層(ceng)因奧(ao)氏轉變體積變小收縮，受到(dao)內(nei)層(ceng)制約，產生(sheng)拉(la)應力(li)，當(dang)拉(la)應力(li)超(chao)過材料破斷強度時，即產生(sheng)裂(lie)紋(wen)。因此，可采用預熱（500~700℃)或在低溫(wen)(wen)段控(kong)制升溫(wen)(wen)速度不大(da)于80℃/h,800℃后再(zai)提高升溫(wen)(wen)速度等方法。
③. 控制淬火油冷卻時的工件出油溫度。
這類材料因合(he)金元素(su)高，馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變溫(wen)度又低，如果淬(cui)火(huo)冷卻時間(jian)長，會增加淬(cui)火(huo)應(ying)力而產生(sheng)淬(cui)火(huo)裂紋，特別(bie)是截面(mian)(mian)較(jiao)大(da)的(de)零件，有時心(xin)(xin)部(bu)原(yuan)始(shi)組織的(de)缺陷比表(biao)面(mian)(mian)嚴重，加大(da)了(le)淬(cui)火(huo)產生(sheng)裂紋的(de)可能性(xing)。可適當減緩工(gong)件的(de)冷卻速度。如控(kong)制(zhi)工(gong)件出油(you)時的(de)表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度，一般控(kong)制(zhi)在馬氏(shi)(shi)體(ti)開始(shi)轉變溫(wen)度以(yi)下150~200℃,或(huo)表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度不高于50~80℃.對(dui)于大(da)型工(gong)件，心(xin)(xin)部(bu)溫(wen)度較(jiao)高，熱(re)量還會向(xiang)表(biao)面(mian)(mian)傳遞(di)，可采用油(you)－空氣－油(you)－空氣交替(ti)冷卻的(de)方式(shi)，以(yi)減緩淬(cui)火(huo)應(ying)力。
在高碳馬氏體(ti)鋼油(you)淬火冷(leng)(leng)卻(que)時(shi)，還應(ying)注(zhu)意的一(yi)個問題(ti)是適當控(kong)制油(you)的攪(jiao)(jiao)動(dong)速度。在保證油(you)溫不(bu)大于80℃和不(bu)發生火災的條件下，不(bu)必(bi)盲目追求和加大油(you)的冷(leng)(leng)卻(que)效果，試(shi)驗研究表(biao)明(ming)機械油(you)在特別(bie)劇烈(lie)攪(jiao)(jiao)動(dong)時(shi)的淬火冷(leng)(leng)卻(que)能(neng)力(li)(li)會接近水的淬火冷(leng)(leng)卻(que)能(neng)力(li)(li)，這(zhe)對馬氏體(ti)不(bu)銹鋼來(lai)說(shuo)是很危(wei)險的。這(zhe)種(zhong)情(qing)況也(ye)是有過教訓的。
④. 淬(cui)火后及時回火
馬氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼在(zai)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)冷卻結束后(hou)(hou)，心(xin)部(bu)還會繼續發(fa)生馬氏(shi)體轉變，不(bu)(bu)(bu)(bu)斷增(zeng)加淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)(ying)力，工件在(zai)放(fang)置過(guo)(guo)程中，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)(ying)力也會改變其(qi)分布方式，形(xing)成新的(de)應(ying)(ying)力集中點，這(zhe)(zhe)都可能(neng)使淬(cui)(cui)火(huo)(huo)工件在(zai)放(fang)置過(guo)(guo)程中發(fa)生開裂，所以，這(zhe)(zhe)類(lei)鋼淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)應(ying)(ying)及(ji)時(shi)回(hui)火(huo)(huo)。工件冷卻到(dao)室溫(wen)或用手可長期觸(chu)及(ji)的(de)溫(wen)度時(shi)即可回(hui)火(huo)(huo)。淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)最多(duo)不(bu)(bu)(bu)(bu)要超過(guo)(guo)8小時(shi)應(ying)(ying)進行(xing)回(hui)火(huo)(huo)，尤(you)其(qi)在(zai)北(bei)方冬季(ji)更應(ying)(ying)注意這(zhe)(zhe)一問(wen)題(ti)。曾經發(fa)生過(guo)(guo)這(zhe)(zhe)類(lei)事(shi)故，在(zai)對(dui)一批馬氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼泵軸(zhou)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)，因(yin)設備不(bu)(bu)(bu)(bu)足，未能(neng)及(ji)時(shi)回(hui)火(huo)(huo)，又恰(qia)逢冬天(tian)，氣溫(wen)較(jiao)低，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)放(fang)置15小時(shi),結果這(zhe)(zhe)批軸(zhou)全部(bu)開裂報廢。
