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。
完全退火可改善鋼(gang)材鍛造、軋制、鑄造等加工后(hou)可能存在(zai)的不良組織，并為以(yi)后(hou)淬火、回火熱處理(li)提供良好的組織保證；可以(yi)完全消(xiao)除各種應(ying)力，降低硬度，便于加工。
鍛軋態的(de)1Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)鋼經完全(quan)退(tui)火后，硬度(du)分別(bie)不(bu)(bu)大于150HB,180HB和210HB.
一(yi)些(xie)對(dui)機械(xie)性能(neng)(neng)、耐腐蝕性能(neng)(neng)要求(qiu)不(bu)高的零部件可以(yi)在完全退火狀態下(xia)使用。
2. 等溫退(tui)火
等(deng)溫退火(huo)是把鋼(gang)加熱到奧氏體化溫度（一般采用850~880℃),也可以(yi)將鋼(gang)材鍛造或鑄造后冷卻到這(zhe)一溫度區(qu)間，充分(fen)保(bao)溫，再冷卻到該鋼(gang)奧氏體轉(zhuan)(zhuan)變最快的溫度范(fan)圍（俗稱(cheng)轉(zhuan)(zhuan)變曲線的鼻子部分(fen)，為(wei)700~740℃)充分(fen)保(bao)溫，使奧氏體充分(fen)轉(zhuan)(zhuan)變后空(kong)冷。
等溫退火可以起到(dao)完全退火的作用，而且(qie)比完全退火縮短了(le)占用加(jia)熱爐的時間，提高了(le)效(xiao)率。
在工作實踐(jian)中還發現，這類馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)的等(deng)溫(wen)退火(huo)(huo)對(dui)改善不(bu)良的鍛造組織，提(ti)高淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后的力學性能，特(te)別是(shi)提(ti)高沖擊韌性有著特(te)殊(shu)的作用(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(jiu)表明(ming)，鋼的(de)(de)非平衡(heng)組織(zhi)再次加熱，發生(sheng)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變時(shi)，新相可(ke)能生(sheng)成(cheng)球(qiu)形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，也可(ke)能生(sheng)成(cheng)針(zhen)形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，或者同時(shi)生(sheng)成(cheng)兩種奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。如果轉變產物以針(zhen)形(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)為主，則在加熱轉變完成(cheng)后，鍛后得(de)到(dao)的(de)(de)粗(cu)大的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶粒組織(zhi)會得(de)到(dao)恢復并造成(cheng)組織(zhi)遺傳。可(ke)想而(er)知，這種具有粗(cu)大的(de)(de)或不均勻(yun)(yun)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，在淬火冷卻時(shi)必然得(de)到(dao)粗(cu)大的(de)(de)或不均勻(yun)(yun)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，經回火后，獲(huo)得(de)不均勻(yun)(yun)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，這必將引起力學性能，特別(bie)是沖擊韌性的(de)(de)降低。
基于(yu)這種分析，我們將這批泵軸重新(xin)進行(xing)了等溫退火處理，獲得(de)了鐵素(su)體和碳(tan)化(hua)物的平衡(heng)組織(zhi)。
經(jing)等溫退(tui)火(huo)(huo)的(de)(de)泵軸再用原淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)工(gong)藝處理(li)后(hou)(hou)（（970±10)℃加熱保(bao)溫后(hou)(hou)油冷，（685±10)℃加熱保(bao)溫后(hou)(hou)油冷），力學性能(neng)完全(quan)達(da)到技術要(yao)求，實檢性能(neng)：Rm為790N/m㎡;R0.2為660N/m㎡;A為22%;Z為66%;Av,三個(ge)試樣(yang)分別為79.0J、74J和74J,平均(jun)為75.7J.未經(jing)等溫退(tui)火(huo)(huo)的(de)(de)淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)組織(zhi)和經(jing)等溫退(tui)火(huo)(huo)后(hou)(hou)的(de)(de)淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)組織(zhi)分別是圖4-11和圖4-12。
3. 低溫退火
馬氏體不銹鋼低(di)溫(wen)(wen)退火，有的稱高(gao)溫(wen)(wen)回(hui)火（嚴格從(cong)定義上來講和作用目(mu)的方面(mian)看，稱高(gao)溫(wen)(wen)回(hui)火是不準確的），是把(ba)鋼加(jia)熱到(dao)Ac1溫(wen)(wen)度(du)以上（有時略(lve)低(di)于Ac1溫(wen)(wen)度(du)）至A3溫(wen)(wen)度(du)以下，保溫(wen)(wen)后爐冷(leng)或空冷(leng)。這(zhe)種(zhong)退火可以使鋼軟(ruan)化(hua)，便于加(jia)工和消除應(ying)力。對于改(gai)善組織的作用遠(yuan)不如(ru)完全退火和等溫(wen)(wen)退火。
低(di)溫退(tui)火(huo)(huo)一般(ban)用于較小的(de)(de)鑄件(jian)(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)(jian)或(huo)以后還經淬火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)熱(re)處理(li)的(de)(de)零部件(jian)(jian)(jian)。較大的(de)(de)鑄件(jian)(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)(jian)及(ji)應(ying)力很大的(de)(de)零部件(jian)(jian)(jian)毛坯，還是采用完全退(tui)火(huo)(huo)或(huo)等溫退(tui)火(huo)(huo)為(wei)好。
1Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、2Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、3Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)低(di)(di)溫(wen)退(tui)火溫(wen)度(du)為740~780℃,如果以(yi)(yi)消除應(ying)力為主要目(mu)的，可以(yi)(yi)降(jiang)低(di)(di)加熱溫(wen)度(du)至(zhi)700℃左(zuo)右。保溫(wen)后(hou)一般(ban)爐(lu)冷至(zhi)500℃以(yi)(yi)下(xia)出(chu)爐(lu)空冷。
低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)火后的硬(ying)(ying)度(du)一(yi)般高(gao)于(yu)完全退(tui)(tui)火后的硬(ying)(ying)度(du)30~40HB,依含(han)碳量(liang)不同，可保持在180~230HB.當然(ran)，低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)火選擇的溫(wen)(wen)度(du)越高(gao)，硬(ying)(ying)度(du)越低。圖4-13和圖4-14分別顯示了1Cr13不銹鋼低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)火和完全退(tui)(tui)火加(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)、保溫(wen)(wen)時間(jian)與硬(ying)(ying)度(du)的關系及(ji)低溫(wen)(wen)退(tui)(tui)火與完全退(tui)(tui)火后的硬(ying)(ying)度(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全(quan)退火(huo)后應保(bao)證(zheng)的機械性能見(jian)表(biao)4-4,實(shi)測(ce)性能見(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(gang)淬火的主要目的是(shi)要獲得(de)(de)馬(ma)氏體組(zu)織。即將其(qi)加熱到(dao)A3以上的一個溫(wen)度(du)范圍，使合金碳化物充分溶解，得(de)(de)到(dao)碳與鉻(ge)較均勻(yun)的奧氏體，然后，以適(shi)當(dang)的速度(du)冷卻下來，最終獲得(de)(de)馬(ma)氏體組(zu)織。
1. 淬火加熱(re)
Cr13型(xing)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)因含有較高(gao)(gao)的(de)鉻(ge)含量，提(ti)高(gao)(gao)了相變點Ac3,又因大(da)量的(de)合金碳(tan)化(hua)物的(de)存(cun)在，使(shi)組織中的(de)碳(tan)和(he)鉻(ge)元素分(fen)布不(bu)均，其(qi)在加熱(re)過(guo)程中擴散(san)速(su)度緩慢，所以，為使(shi)碳(tan)化(hua)物充分(fen)溶解(jie)，得(de)到成分(fen)比較均勻的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)及(ji)冷卻(que)之后得(de)到有足夠(gou)碳(tan)、鉻(ge)飽(bao)和(he)度的(de)均勻的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織，這類(lei)鋼(gang)(gang)的(de)淬火(huo)加熱(re)溫度高(gao)(gao)于碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)合金結構鋼(gang)(gang)，即提(ti)高(gao)(gao)淬火(huo)加熱(re)溫度并適當延長保溫時間。
該類鋼導(dao)熱性差(cha)，特別是(shi)在較低溫(wen)度(du)(du)時，導(dao)熱性更差(cha)，為(wei)防止(zhi)加(jia)熱過(guo)程(cheng)中(zhong)產生裂紋(wen)，保證零件的(de)內(nei)外溫(wen)差(cha)較小，在淬火加(jia)熱時應控制加(jia)熱速(su)度(du)(du)，或先(xian)行預熱。根據經驗，在750℃以前，升溫(wen)速(su)度(du)(du)應不大于80℃/h。
1Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、2Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、3Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼，因它們的含碳量不(bu)同，原始組(zu)織存在差異，所(suo)以，各自的淬火加熱溫(wen)度略有不(bu)同。
1Cr13不銹鋼(gang)由(you)于含(han)碳量較(jiao)低，加熱到(dao)淬火溫(wen)度時，仍處于奧氏(shi)體和鐵素體兩相(xiang)區的邊緣部分，組織中會含(han)有一(yi)定量的鐵素體，見圖4-15。
淬火(huo)(huo)冷卻(que)后，這部分(fen)未溶鐵(tie)素(su)(su)體保留在淬火(huo)(huo)鋼(gang)(gang)組織中。鐵(tie)素(su)(su)體量(liang)(liang)的(de)多(duo)少，首(shou)先(xian)與(yu)含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)有關，見圖(tu)4-16.此外，鉻(ge)的(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)及鉬(mu)、硅的(de)殘(can)存(cun)量(liang)(liang)均產生(sheng)影響(xiang)。淬火(huo)(huo)鋼(gang)(gang)中鐵(tie)素(su)(su)體的(de)存(cun)在，對硬度、機械性能(neng)(neng)，尤其(qi)是沖擊韌性會產生(sheng)不(bu)良影響(xiang)，所以，在對有較(jiao)高(gao)機械性能(neng)(neng)要(yao)求的(de)零件選用(yong)1Cr13鋼(gang)(gang)時，應特殊提出(chu)成分(fen)控制(zhi)條件。生(sheng)產實(shi)踐(jian)中發(fa)現(xian)，盡(jin)管1Cr13鋼(gang)(gang)成分(fen)都在標(biao)準的(de)合格范圍(wei)內，但當實(shi)際含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)低于(yu)0.11%,鉻(ge)量(liang)(liang)處(chu)于(yu)上限時（＞13%)組織中的(de)鐵(tie)素(su)(su)體含(han)(han)(han)量(liang)(liang)可達到15%~20%,而實(shi)際含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)控制(zhi)在0.12%~0.15%,含(han)(han)(han)鉻(ge)量(liang)(liang)在下(xia)限時（＜12%),則組織中的(de)鐵(tie)素(su)(su)體量(liang)(liang)可小于(yu)5%。
淬火加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)對組織(zhi)中(zhong)(zhong)的鐵(tie)素(su)體(ti)含量也產生影響。從圖4-16可見，在(zai)成分一定時，加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)950~1100℃區間內，鐵(tie)素(su)體(ti)量保持在(zai)較低范(fan)圍。隨著加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)升高(gao)，鐵(tie)素(su)體(ti)量明顯增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。所以，在(zai)材料標準中(zhong)(zhong)推薦(jian)的1Cr13 鋼(gang)淬火加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)950~1000℃,但(dan)在(zai)實(shi)際生產中(zhong)(zhong)，為(wei)保證碳及合(he)金元素(su)的充分溶解，常取淬火加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)1000~1050℃.更高(gao)的加(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)(du)會引起組織(zhi)中(zhong)(zhong)的鐵(tie)素(su)體(ti)量增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)及晶(jing)粒長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)相對(dui)于1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)來說，有更高的(de)(de)含碳量，一般情況下，淬(cui)火(huo)后(hou)組(zu)織中(zhong)不(bu)會存在鐵素體(ti)，淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)確(que)定(ding)主要(yao)是保(bao)(bao)證鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)碳化物(wu)能充(chong)分(fen)溶(rong)解于奧氏體(ti)中(zhong)，以保(bao)(bao)證淬(cui)火(huo)、回火(huo)后(hou)獲得理想的(de)(de)機械性能和耐(nai)腐蝕性。實踐證明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)(gang)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)選擇在980~1000℃且充(chong)分(fen)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)即(ji)可(ke)(ke)，實際生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)略提高一些，2Cr13淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)通常取(qu)1000~1030℃,而3Cr13鋼(gang)(gang)中(zhong)碳化物(wu)偏(pian)多(duo)，實際生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)取(qu)1020~1050℃即(ji)可(ke)(ke)。
更高的(de)淬火(huo)加熱溫(wen)度(du)不(bu)宜采(cai)用，因為更高的(de)溫(wen)度(du)會引起奧氏體晶粒粗大(da)，帶來不(bu)良作用，見圖4-17。
淬火(huo)加熱溫度更高還(huan)會(hui)引起淬火(huo)硬度下降，見(jian)圖(tu)4-18,這主要是由于合金元素(su)和碳(tan)的過分溶(rong)解，增(zeng)加了奧(ao)氏體的穩定(ding)性，淬火(huo)后會(hui)存在較多的殘留(liu)奧(ao)氏體的原因(yin)。
2. 淬火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由(you)于較(jiao)(jiao)高含鉻(ge)量(liang)的作用(yong)，使高溫(wen)(wen)奧氏(shi)體(ti)較(jiao)(jiao)穩定，等溫(wen)(wen)轉變曲(qu)線右移(yi)。見(jian)圖4-19和圖4-20及圖4-9.在冷(leng)(leng)卻過程中不易發生珠光體(ti)和貝氏(shi)體(ti)轉變，降(jiang)低(di)了臨界(jie)冷(leng)(leng)卻速度，見(jian)圖4-21.在較(jiao)(jiao)低(di)的冷(leng)(leng)卻速度條(tiao)件下，即(ji)可(ke)進行馬氏(shi)體(ti)轉變，獲得馬氏(shi)體(ti)組織，采用(yong)空冷(leng)(leng)或油冷(leng)(leng)均可(ke)得到較(jiao)(jiao)高的淬火(huo)硬度。
但油冷(leng)(leng)卻(que)比空氣冷(leng)(leng)卻(que)的鋼在調質硬度(du)和(he)強度(du)相同的情況(kuang)下，有(you)更好的塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)。所以，在實際生(sheng)產中，對(dui)于截面尺(chi)寸較(jiao)大的零件(jian)或對(dui)機械(xie)性(xing)(xing)能，尤其是(shi)塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)要求(qiu)較(jiao)高的零件(jian)，最好采用(yong)油冷(leng)(leng)，對(dui)于較(jiao)小零件(jian)和(he)形狀(zhuang)復雜，易產生(sheng)淬火裂紋的零件(jian)可采用(yong)空冷(leng)(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼的(de)臨界點（近似值）見(jian)表(biao)4-6。
三、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼淬火冷卻后，獲得以馬氏(shi)體為基(ji)體的組(zu)織，因其固(gu)溶(rong)了碳，使晶(jing)格扭曲，存在(zai)較大的應力，組(zu)織不夠穩定，不能直接應用，淬火后必(bi)須經回(hui)火再使用。
這三種牌號的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼普遍應用(yong)于制(zhi)造(zao)機(ji)械構件，要(yao)求(qiu)具有良好的(de)綜合(he)機(ji)械性能(neng)和一定(ding)的(de)耐腐蝕性能(neng)，一般淬火(huo)后(hou)再經高溫回火(huo)，即調質熱處理狀(zhuang)態下使用(yong)。回火(huo)溫度(du)可(ke)(ke)根(gen)據強韌(ren)性的(de)要(yao)求(qiu)選(xuan)定(ding)在(zai)550~750℃之間，回火(huo)后(hou)的(de)基體(ti)(ti)組織(zhi)為索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，有的(de)可(ke)(ke)能(neng)是保留淬火(huo)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)位向的(de)板(ban)條狀(zhuang)或粒(li)狀(zhuang)索氏(shi)(shi)體(ti)(ti)。1Cr13鋼回火(huo)組織(zhi)中還可(ke)(ke)能(neng)存(cun)在(zai)有淬火(huo)加熱時未溶的(de)鐵素體(ti)(ti)。見圖4-22。
對于3Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)，已屬于共(gong)析鋼(gang)(gang)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后可(ke)獲(huo)得(de)很高的(de)硬(ying)度(du)，也(ye)常用(yong)(yong)于制造有高硬(ying)度(du)，高耐磨性(xing)能要求(qiu)的(de)零部件(jian)，如軸套、擋套、密封環(huan)等(deng)。這時(shi)可(ke)采(cai)用(yong)(yong)較(jiao)低溫度(du)的(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)或者表面(mian)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)后低溫回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，依據對使用(yong)(yong)硬(ying)度(du)的(de)要求(qiu)，回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)溫度(du)確定(ding)在200~350℃之間，可(ke)獲(huo)得(de)40~55HRC的(de)硬(ying)度(du)。而400~550℃之間的(de)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，由于組(zu)織中會析出彌散度(du)很高的(de)合金碳化物，耐腐蝕性(xing)降低，并產生較(jiao)大的(de)脆性(xing)，所以一(yi)般不(bu)推薦采(cai)用(yong)(yong)，只(zhi)有用(yong)(yong)其制作彈性(xing)元件(jian)時(shi)，才采(cai)用(yong)(yong)這一(yi)區間的(de)溫度(du)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，如3Cr13不(bu)銹鋼(gang)(gang)用(yong)(yong)于制造彈簧時(shi)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)(huo)油冷后在450℃左(zuo)右回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，可(ke)保持硬(ying)度(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫度(du)與硬度(du)之間(jian)的關系曲(qu)線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按(an)硬度(du)要(yao)求選定的(de)回(hui)火溫度(du)范圍見表(biao)4-7。
這(zhe)三種(zhong)鋼(gang)的回(hui)火冷卻(que)一(yi)般采(cai)(cai)用空(kong)冷，如果對韌性有更高(gao)的要求時，也可(ke)采(cai)(cai)用油冷卻(que)，特別是2Cr13鋼(gang)油冷比空(kong)冷的韌性有較大幅(fu)度的提高(gao)。
四、熱處理時需要注(zhu)意(yi)的一些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳含量的(de)控(kong)制問題(ti)
在(zai)(zai)一些不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)相關(guan)標準中，對1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)標注為(wei)(wei)(wei)不(bu)(bu)(bu)大(da)于0.15%,這種對碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)無下限(xian)(xian)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制為(wei)(wei)(wei)實際生(sheng)產(chan)帶來了麻煩，主要反映在(zai)(zai)熱(re)處理(li)(li)和(he)熱(re)處理(li)(li)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)上(shang)。眾(zhong)所周知，碳(tan)與硫、磷等(deng)有(you)害(hai)元素(su)(su)不(bu)(bu)(bu)同，硫、磷控(kong)(kong)制得越(yue)低(di)越(yue)好，而(er)碳(tan)在(zai)(zai)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)(de)雙重作用決定了其(qi)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)應(ying)有(you)上(shang)限(xian)(xian)和(he)下限(xian)(xian)控(kong)(kong)制，否(fou)則將(jiang)滿(man)足(zu)不(bu)(bu)(bu)了使用要求。當1Cr13(ZG1Cr13)中的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)于0.09%,而(er)鉻(ge)又是(shi)標準中的(de)(de)(de)中、上(shang)限(xian)(xian)時，組(zu)(zu)織中會(hui)存在(zai)(zai)較多量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，這不(bu)(bu)(bu)僅保證不(bu)(bu)(bu)了熱(re)處理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)機械性(xing)能，韌(ren)性(xing)很(hen)差，還會(hui)對復(fu)雜零件(jian)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)不(bu)(bu)(bu)利作用。在(zai)(zai)工廠鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)ZG1Cr13葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)中，就多次出現過(guo)因(yin)碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)而(er)造(zao)(zao)成的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)問(wen)題。比如(ru)，有(you)一批ZG1Cr13泵(beng)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)經(jing)調(diao)質(zhi)熱(re)處理(li)(li)后(hou)(hou)，機械性(xing)能達不(bu)(bu)(bu)到指(zhi)標，特(te)別是(shi)沖擊韌(ren)性(xing)很(hen)低(di)，而(er)且在(zai)(zai)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)開口部(bu)位葉(xie)(xie)(xie)片與蓋板相連(lian)接處根部(bu)產(chan)生(sheng)裂紋(wen)(wen)，經(jing)過(guo)金(jin)相分析(xi)，組(zu)(zu)織中含(han)(han)(han)(han)有(you)近20%左右的(de)(de)(de)塊狀鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，裂紋(wen)(wen)恰恰起源于鐵素(su)(su)體(ti)(ti)塊處，這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)強度低(di)于基體(ti)(ti)組(zu)(zu)織，在(zai)(zai)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)和(he)熱(re)處理(li)(li)應(ying)力的(de)(de)(de)作用下，成為(wei)(wei)(wei)薄弱點(dian)而(er)產(chan)生(sheng)裂紋(wen)(wen)。后(hou)(hou)經(jing)對這批鑄(zhu)(zhu)件(jian)成分復(fu)查，其(qi)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)只達0.07%,鉻(ge)為(wei)(wei)(wei)13.58%,硅(gui)為(wei)(wei)(wei)0.8%,正(zheng)是(shi)由于碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)過(guo)低(di)而(er)鉻(ge)、硅(gui)偏上(shang)限(xian)(xian)，致使鋼(gang)組(zu)(zu)織中產(chan)生(sheng)了大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)，并導致性(xing)能降低(di)和(he)產(chan)生(sheng)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)裂紋(wen)(wen)。熱(re)處理(li)(li)裂紋(wen)(wen)。后(hou)(hou)將(jiang)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)葉(xie)(xie)(xie)輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)控(kong)(kong)制為(wei)(wei)(wei)不(bu)(bu)(bu)低(di)于0.10%,最(zui)佳(jia)控(kong)(kong)制范(fan)圍為(wei)(wei)(wei)0.12%~0.14%,再(zai)沒(mei)發生(sheng)過(guo)同類質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)問(wen)題。
2. 回火脆性問題(ti)
關于(yu)Cr13型馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的回(hui)火脆性(xing)問題還缺乏系統的研(yan)究，一般認為其(qi)存(cun)在回(hui)火脆性(xing)，特別(bie)是2Cr13鋼(gang)(gang)回(hui)火脆性(xing)更敏感一些。這(zhe)幾種(zhong)鋼(gang)(gang)應(ying)用于(yu)制造(zao)機(ji)械構件時，常在調質狀態下使用，對第二(er)類回(hui)火脆性(xing)尤應(ying)注意(yi)，當要求(qiu)有高韌(ren)性(xing)時，回(hui)火時應(ying)采用油冷。表4-8顯示了不(bu)同(tong)回(hui)火冷卻方法對2Cr13鋼(gang)(gang)沖擊韌(ren)性(xing)的影響(xiang)。
3. 3Cr13 鋼(gang)淬火裂紋問題
在馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含碳量較高，淬火(huo)冷(leng)(leng)卻，特別是油冷(leng)(leng)時(shi)會產(chan)生較大(da)的淬火(huo)應力，其馬(ma)氏(shi)(shi)體轉變溫度(du)又(you)低，易產(chan)生淬火(huo)裂紋。所以，3Cr13鋼(gang)淬火(huo)時(shi)，應注意防(fang)止(zhi)裂紋的發生。可采取以下一些措(cuo)施(shi)。
①. 盡量(liang)在粗加工后(hou)淬火
因為(wei)鍛造或(huo)軋(ya)制坯件的表面可能存在細紋(wen)、劃痕等、將成為(wei)淬火應力集中點和淬火裂紋(wen)的誘因。如粗加(jia)工(gong)確實有困難，可用砂輪等工(gong)具磨掉表面缺陷(xian)。
②. 控(kong)制(zhi)淬火加熱(re)速度
這類鋼一般都是塑性差(cha)、導熱(re)性不(bu)好。淬火(huo)加熱(re)速(su)度(du)過快(kuai)，表(biao)(biao)面與心部溫(wen)差(cha)增大，在表(biao)(biao)面層(ceng)(ceng)已發生(sheng)奧(ao)氏體轉(zhuan)變(bian)(bian)時(shi)，內層(ceng)(ceng)還處(chu)于較低溫(wen)度(du)的低塑性狀態，這樣，表(biao)(biao)面層(ceng)(ceng)因(yin)奧(ao)氏轉(zhuan)變(bian)(bian)體積變(bian)(bian)小收縮(suo)，受到(dao)內層(ceng)(ceng)制約(yue)，產(chan)生(sheng)拉(la)應(ying)力，當拉(la)應(ying)力超過材料(liao)破斷強度(du)時(shi)，即產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)。因(yin)此(ci)，可采用預熱(re)（500~700℃)或在低溫(wen)段(duan)控制升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)不(bu)大于80℃/h,800℃后再提高(gao)升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)等方法。
③. 控制淬火油冷卻時的工件(jian)出(chu)油溫度。
這類材料因合金元素高，馬(ma)氏體(ti)轉變溫度(du)又低，如果(guo)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)冷卻(que)(que)時間長，會增加淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應力而(er)產生(sheng)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)裂紋(wen)，特別是(shi)截面(mian)較大(da)(da)的零(ling)件(jian)(jian)，有時心部原始組織的缺陷比表(biao)面(mian)嚴重，加大(da)(da)了淬(cui)(cui)火(huo)(huo)產生(sheng)裂紋(wen)的可能(neng)性(xing)。可適(shi)當減緩工件(jian)(jian)的冷卻(que)(que)速度(du)。如控制(zhi)工件(jian)(jian)出油(you)(you)時的表(biao)面(mian)溫度(du)，一(yi)般(ban)控制(zhi)在馬(ma)氏體(ti)開始轉變溫度(du)以下150~200℃,或表(biao)面(mian)溫度(du)不高于50~80℃.對于大(da)(da)型工件(jian)(jian)，心部溫度(du)較高，熱量還會向(xiang)表(biao)面(mian)傳遞，可采用(yong)油(you)(you)－空(kong)氣(qi)－油(you)(you)－空(kong)氣(qi)交(jiao)替冷卻(que)(que)的方式，以減緩淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應力。
在(zai)高碳馬氏(shi)體鋼油(you)淬(cui)火冷(leng)卻(que)時，還應注意的(de)一個(ge)問題是(shi)(shi)適當(dang)控制油(you)的(de)攪動速度。在(zai)保證油(you)溫不大于80℃和不發生(sheng)火災的(de)條(tiao)件下，不必(bi)盲目追求和加大油(you)的(de)冷(leng)卻(que)效果，試(shi)驗研究表明機械油(you)在(zai)特別劇烈攪動時的(de)淬(cui)火冷(leng)卻(que)能力(li)(li)會接近(jin)水的(de)淬(cui)火冷(leng)卻(que)能力(li)(li)，這對(dui)馬氏(shi)體不銹鋼來說是(shi)(shi)很危險(xian)的(de)。這種情況也是(shi)(shi)有(you)過教(jiao)訓的(de)。
④. 淬(cui)火后及時回火
馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在淬(cui)(cui)火(huo)(huo)冷卻(que)結束(shu)后，心部還會繼續發生馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變(bian)，不斷增加淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)(ying)力，工件在放置(zhi)過(guo)程(cheng)中，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)(ying)力也(ye)會改變(bian)其分布方式，形成新(xin)的應(ying)(ying)力集中點，這(zhe)都可能(neng)使(shi)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)工件在放置(zhi)過(guo)程(cheng)中發生開(kai)裂，所以，這(zhe)類(lei)鋼(gang)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后應(ying)(ying)及時(shi)回火(huo)(huo)。工件冷卻(que)到室溫或用手可長期觸及的溫度時(shi)即可回火(huo)(huo)。淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后最多(duo)不要(yao)超過(guo)8小(xiao)時(shi)應(ying)(ying)進(jin)行回火(huo)(huo)，尤其在北方冬季更(geng)應(ying)(ying)注(zhu)意這(zhe)一問題。曾經(jing)發生過(guo)這(zhe)類(lei)事故，在對一批(pi)(pi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)泵軸淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后，因(yin)設備不足(zu)，未能(neng)及時(shi)回火(huo)(huo)，又恰(qia)逢冬天(tian)，氣(qi)溫較低(di)，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后放置(zhi)15小(xiao)時(shi),結果這(zhe)批(pi)(pi)軸全部開(kai)裂報廢(fei)。
