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(tui)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
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(huo)可(ke)改善鋼材鍛(duan)造(zao)、軋制、鑄造(zao)等加工后(hou)可(ke)能存在的不良(liang)組(zu)織(zhi)，并為以(yi)后(hou)淬火(huo)、回火(huo)熱處理提供良(liang)好的組(zu)織(zhi)保證；可(ke)以(yi)完全(quan)消(xiao)除(chu)各種(zhong)應力(li)，降低(di)硬度，便于加工。
鍛(duan)軋(ya)態的(de)1Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、2Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、3Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)經完(wan)全退火后(hou)，硬度(du)分別不大于150HB,180HB和210HB.
一些對(dui)機械(xie)性能、耐腐蝕(shi)性能要求不高的零部件可以在(zai)完全退(tui)火狀態下(xia)使用。
2. 等溫退火
等溫(wen)退火(huo)是把鋼加熱到(dao)奧氏體(ti)化溫(wen)度（一(yi)般采(cai)用850~880℃),也(ye)可以將鋼材(cai)鍛造或鑄(zhu)造后冷(leng)卻(que)到(dao)這一(yi)溫(wen)度區間，充分(fen)保(bao)溫(wen)，再冷(leng)卻(que)到(dao)該鋼奧氏體(ti)轉變最快的溫(wen)度范圍（俗稱轉變曲線(xian)的鼻子部分(fen)，為(wei)700~740℃)充分(fen)保(bao)溫(wen)，使奧氏體(ti)充分(fen)轉變后空冷(leng)。
等溫退火(huo)可以(yi)起到完全退火(huo)的(de)作用，而且比(bi)完全退火(huo)縮短了占(zhan)用加(jia)熱爐的(de)時間，提(ti)高了效率。
在工作實踐中(zhong)還發現，這類馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的等(deng)溫退火對改善不(bu)良的鍛(duan)造組織(zhi)，提高(gao)淬火、回(hui)火后(hou)的力學性能，特別是(shi)提高(gao)沖擊韌性有著(zhu)特殊的作用。
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，鋼的(de)非平衡組(zu)織(zhi)再次加熱(re)，發生(sheng)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)時，新相可(ke)能(neng)生(sheng)成球(qiu)形奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，也可(ke)能(neng)生(sheng)成針(zhen)形奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，或者同時生(sheng)成兩種奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。如果(guo)轉(zhuan)變(bian)(bian)產(chan)物以(yi)針(zhen)形奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)為主，則在加熱(re)轉(zhuan)變(bian)(bian)完成后，鍛后得(de)(de)(de)到的(de)粗(cu)(cu)大(da)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶粒組(zu)織(zhi)會得(de)(de)(de)到恢(hui)復并造成組(zu)織(zhi)遺傳。可(ke)想而知，這(zhe)種具有粗(cu)(cu)大(da)的(de)或不均(jun)勻的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，在淬火冷卻(que)時必然得(de)(de)(de)到粗(cu)(cu)大(da)的(de)或不均(jun)勻的(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，經回火后，獲得(de)(de)(de)不均(jun)勻索氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，這(zhe)必將引起力(li)學(xue)性(xing)能(neng)，特別是沖擊韌(ren)性(xing)的(de)降低。
基于這種分析，我們將這批泵軸(zhou)重新進行了(le)等(deng)溫退火處理，獲(huo)得了(le)鐵素體和碳化(hua)物的平衡組(zu)織。
經(jing)等(deng)溫退(tui)火(huo)(huo)的泵(beng)軸再用原(yuan)淬(cui)火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)工(gong)藝處(chu)理(li)后（（970±10)℃加熱(re)保(bao)(bao)溫后油冷，（685±10)℃加熱(re)保(bao)(bao)溫后油冷），力學性(xing)能完全達(da)到技(ji)術要求，實(shi)檢性(xing)能：Rm為(wei)790N/m㎡;R0.2為(wei)660N/m㎡;A為(wei)22%;Z為(wei)66%;Av,三個試樣分(fen)(fen)別(bie)為(wei)79.0J、74J和74J,平均為(wei)75.7J.未經(jing)等(deng)溫退(tui)火(huo)(huo)的淬(cui)火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)組織(zhi)和經(jing)等(deng)溫退(tui)火(huo)(huo)后的淬(cui)火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)組織(zhi)分(fen)(fen)別(bie)是圖(tu)(tu)4-11和圖(tu)(tu)4-12。
3. 低溫退火(huo)
馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)低溫退(tui)(tui)火(huo)(huo)，有(you)的稱高(gao)溫回火(huo)(huo)（嚴格(ge)從定義上來講和作用(yong)目的方面看(kan)，稱高(gao)溫回火(huo)(huo)是不(bu)準確的），是把鋼(gang)加熱到Ac1溫度(du)以(yi)上（有(you)時(shi)略低于Ac1溫度(du)）至A3溫度(du)以(yi)下，保溫后爐(lu)冷(leng)或空冷(leng)。這種(zhong)退(tui)(tui)火(huo)(huo)可以(yi)使(shi)鋼(gang)軟化，便于加工和消除(chu)應力。對于改善組織的作用(yong)遠不(bu)如完(wan)全(quan)退(tui)(tui)火(huo)(huo)和等(deng)溫退(tui)(tui)火(huo)(huo)。
低溫(wen)退(tui)火一般用于較小的(de)(de)(de)鑄件(jian)、鍛件(jian)或以后還(huan)經淬火、回(hui)火熱處理的(de)(de)(de)零(ling)部件(jian)。較大的(de)(de)(de)鑄件(jian)、鍛件(jian)及應力(li)很(hen)大的(de)(de)(de)零(ling)部件(jian)毛坯，還(huan)是采用完全退(tui)火或等溫(wen)退(tui)火為好。
1Cr13不(bu)銹鋼(gang)、2Cr13不(bu)銹鋼(gang)、3Cr13不(bu)銹鋼(gang)低溫(wen)(wen)退火溫(wen)(wen)度為740~780℃,如果(guo)以消(xiao)除應力(li)為主要目的，可以降低加熱溫(wen)(wen)度至700℃左右(you)。保溫(wen)(wen)后一般(ban)爐冷至500℃以下出(chu)爐空冷。
低(di)溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)一般高于完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)30~40HB,依含碳量不(bu)同(tong)，可保持在180~230HB.當然，低(di)溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)選擇的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)越高，硬(ying)度(du)越低(di)。圖(tu)4-13和圖(tu)4-14分別顯示了1Cr13不(bu)銹鋼低(di)溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)和完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)加熱溫(wen)(wen)度(du)、保溫(wen)(wen)時間與(yu)硬(ying)度(du)的(de)(de)關系及低(di)溫(wen)(wen)退(tui)火(huo)與(yu)完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)后的(de)(de)硬(ying)度(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼(gang)和3Cr13鋼(gang)完全退火后應保證(zheng)的機械(xie)性能見表4-4,實測性能見表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(cui)火的(de)主要目(mu)的(de)是要獲得馬氏體(ti)組(zu)織。即(ji)將其(qi)加熱到(dao)A3以上的(de)一個溫度范圍(wei)，使合(he)金(jin)碳化物充分溶解，得到(dao)碳與鉻較(jiao)均勻(yun)的(de)奧氏體(ti)，然后(hou)，以適當的(de)速度冷卻(que)下(xia)來，最終獲得馬氏體(ti)組(zu)織。
1. 淬火加熱
Cr13型馬氏體不(bu)銹鋼(gang)因含(han)有較高(gao)的(de)(de)鉻(ge)含(han)量，提(ti)高(gao)了相變點Ac3,又因大量的(de)(de)合(he)金(jin)碳(tan)化物(wu)的(de)(de)存在(zai)，使組(zu)織(zhi)中的(de)(de)碳(tan)和(he)鉻(ge)元(yuan)素分(fen)(fen)布不(bu)均(jun)，其在(zai)加熱(re)過程中擴散(san)速(su)度(du)緩慢，所以，為使碳(tan)化物(wu)充分(fen)(fen)溶解，得到(dao)成分(fen)(fen)比較均(jun)勻的(de)(de)奧氏體及(ji)冷卻(que)之(zhi)后得到(dao)有足夠碳(tan)、鉻(ge)飽和(he)度(du)的(de)(de)均(jun)勻的(de)(de)馬氏體組(zu)織(zhi)，這類鋼(gang)的(de)(de)淬火加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)高(gao)于(yu)碳(tan)鋼(gang)和(he)合(he)金(jin)結構鋼(gang)，即提(ti)高(gao)淬火加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)并(bing)適(shi)當延長(chang)保溫(wen)(wen)時間。
該(gai)類鋼導熱性差，特別是在(zai)較低溫(wen)度(du)(du)時(shi)(shi)，導熱性更差，為(wei)防(fang)止(zhi)加(jia)熱過程中產生裂(lie)紋，保證零件的內外溫(wen)差較小，在(zai)淬(cui)火加(jia)熱時(shi)(shi)應(ying)控制加(jia)熱速(su)度(du)(du)，或(huo)先行預熱。根據經驗，在(zai)750℃以前(qian)，升溫(wen)速(su)度(du)(du)應(ying)不(bu)大于80℃/h。
1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼，因它們的含碳量不(bu)同，原始組織存在(zai)差異，所以，各(ge)自的淬火加(jia)熱溫(wen)度略有不(bu)同。
1Cr13不(bu)銹鋼由(you)于含碳量較低，加熱到淬(cui)火(huo)溫度時(shi)，仍(reng)處于奧氏體(ti)和鐵素(su)體(ti)兩相區(qu)的邊(bian)緣(yuan)部分，組(zu)織(zhi)中會含有(you)一定量的鐵素(su)體(ti)，見圖4-15。
淬火(huo)冷(leng)卻后，這部分未溶鐵素(su)(su)體保(bao)留在(zai)淬火(huo)鋼組(zu)(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)。鐵素(su)(su)體量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)多少，首先(xian)與含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)有(you)關(guan)，見圖(tu)4-16.此外，鉻的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)及鉬、硅的(de)(de)(de)殘存量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)均產生(sheng)影響(xiang)。淬火(huo)鋼中(zhong)鐵素(su)(su)體的(de)(de)(de)存在(zai)，對硬度、機械性能，尤其(qi)是沖(chong)擊韌性會產生(sheng)不良影響(xiang)，所以，在(zai)對有(you)較(jiao)高(gao)機械性能要求的(de)(de)(de)零件選用1Cr13鋼時，應(ying)特殊提出(chu)成(cheng)分控制條(tiao)件。生(sheng)產實踐(jian)中(zhong)發現，盡(jin)管(guan)1Cr13鋼成(cheng)分都(dou)在(zai)標準的(de)(de)(de)合格(ge)范圍內，但當(dang)實際(ji)含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)低(di)于(yu)0.11%,鉻量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)處于(yu)上限時（＞13%)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體含量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)可(ke)(ke)達(da)到15%~20%,而實際(ji)含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)控制在(zai)0.12%~0.15%,含鉻量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)在(zai)下(xia)限時（＜12%),則組(zu)(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)可(ke)(ke)小于(yu)5%。
淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)對組織(zhi)中(zhong)的(de)鐵素體(ti)含量(liang)(liang)也(ye)產生(sheng)影響。從圖(tu)4-16可見，在(zai)成分一定時，加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)在(zai)950~1100℃區間內，鐵素體(ti)量(liang)(liang)保(bao)(bao)持在(zai)較低(di)范圍。隨著加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)升高(gao)，鐵素體(ti)量(liang)(liang)明顯增加(jia)(jia)。所以，在(zai)材料標準中(zhong)推薦的(de)1Cr13 鋼(gang)淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)為950~1000℃,但在(zai)實(shi)際生(sheng)產中(zhong)，為保(bao)(bao)證碳及(ji)合金元素的(de)充分溶解，常取淬(cui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)在(zai)1000~1050℃.更(geng)高(gao)的(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)會引起組織(zhi)中(zhong)的(de)鐵素體(ti)量(liang)(liang)增加(jia)(jia)及(ji)晶(jing)粒長大。
2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼相對于1Cr13不銹(xiu)鋼來說，有更高的(de)含碳量，一般(ban)情況(kuang)下，淬(cui)火(huo)(huo)后組織中(zhong)(zhong)(zhong)不會存在(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)，淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度的(de)確(que)定(ding)主(zhu)要是保證(zheng)(zheng)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)碳化物能(neng)充分溶(rong)解于奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，以保證(zheng)(zheng)淬(cui)火(huo)(huo)、回火(huo)(huo)后獲得(de)理想的(de)機械性能(neng)和耐(nai)腐蝕性。實(shi)踐證(zheng)(zheng)明(ming)，2Cr13、3Cr13鋼淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度選(xuan)擇(ze)在(zai)980~1000℃且充分保溫(wen)即(ji)可，實(shi)際生(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)加(jia)熱溫(wen)度略提高一些，2Cr13淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度通常取1000~1030℃,而(er)3Cr13鋼中(zhong)(zhong)(zhong)碳化物偏多，實(shi)際生(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)熱溫(wen)度取1020~1050℃即(ji)可。
更高的(de)淬火加熱溫(wen)度不(bu)宜(yi)采用，因為更高的(de)溫(wen)度會引(yin)起奧氏(shi)體晶粒(li)粗大，帶來不(bu)良作(zuo)用，見圖4-17。
淬火(huo)加熱(re)溫度(du)更高還會引(yin)起淬火(huo)硬度(du)下降，見(jian)圖4-18,這主(zhu)要(yao)是由于合(he)金元素(su)和碳的過分溶解，增加了(le)奧氏體(ti)的穩(wen)定性，淬火(huo)后(hou)會存在較多的殘留奧氏體(ti)的原因。
2. 淬(cui)火冷卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較高(gao)含鉻量的作(zuo)用(yong)(yong)，使高(gao)溫奧氏(shi)體(ti)較穩定(ding)，等(deng)溫轉(zhuan)變(bian)(bian)曲線右(you)移。見(jian)圖4-19和圖4-20及(ji)圖4-9.在(zai)冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)不(bu)易發生(sheng)珠(zhu)光體(ti)和貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)，降低了臨界冷(leng)卻速度，見(jian)圖4-21.在(zai)較低的冷(leng)卻速度條件下，即可進行馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)，獲得(de)馬氏(shi)體(ti)組織，采(cai)用(yong)(yong)空冷(leng)或油冷(leng)均可得(de)到較高(gao)的淬火硬度。
但油冷卻比空氣冷卻的鋼在(zai)調質硬度和(he)強(qiang)度相(xiang)同的情況下，有更好的塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)。所以，在(zai)實際(ji)生(sheng)產(chan)中(zhong)，對(dui)(dui)于(yu)截面尺寸較(jiao)大的零件(jian)或對(dui)(dui)機械(xie)性(xing)能，尤其是塑(su)性(xing)和(he)韌性(xing)要求(qiu)較(jiao)高的零件(jian)，最好采用(yong)(yong)油冷，對(dui)(dui)于(yu)較(jiao)小零件(jian)和(he)形狀復雜，易產(chan)生(sheng)淬火裂紋的零件(jian)可采用(yong)(yong)空冷。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹(xiu)鋼的臨(lin)界(jie)點(dian)（近(jin)似值）見表4-6。
三、回火(huo)
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼(gang)淬火(huo)冷卻后(hou)，獲(huo)得以馬(ma)氏(shi)體為基(ji)體的組織，因其固溶了碳，使晶格扭曲，存在較大的應(ying)力，組織不夠穩定，不能直(zhi)接應(ying)用，淬火(huo)后(hou)必須經回火(huo)再(zai)使用。
這三種牌號的馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)普遍(bian)應用于制(zhi)造機械構件，要求(qiu)具有良好的綜合機械性能(neng)(neng)和一定(ding)的耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)，一般淬(cui)(cui)火(huo)后再經(jing)高溫回火(huo)，即調質熱處理狀(zhuang)態下(xia)使用。回火(huo)溫度可根據(ju)強韌(ren)性的要求(qiu)選定(ding)在(zai)550~750℃之間，回火(huo)后的基體(ti)組織為索氏體(ti)，有的可能(neng)(neng)是保留淬(cui)(cui)火(huo)馬(ma)氏體(ti)位向的板(ban)條狀(zhuang)或(huo)粒狀(zhuang)索氏體(ti)。1Cr13鋼(gang)回火(huo)組織中還可能(neng)(neng)存在(zai)有淬(cui)(cui)火(huo)加熱時(shi)未溶的鐵素體(ti)。見(jian)圖4-22。
對于3Cr13不銹鋼，已(yi)屬(shu)于共析鋼，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后可(ke)獲得很高(gao)(gao)的(de)(de)硬(ying)度(du)，也常用(yong)于制造有高(gao)(gao)硬(ying)度(du)，高(gao)(gao)耐磨性(xing)能要求的(de)(de)零部件，如(ru)軸套、擋(dang)套、密封環等。這時(shi)可(ke)采(cai)用(yong)較(jiao)低(di)溫度(du)的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)或(huo)者表面(mian)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后低(di)溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，依據對使用(yong)硬(ying)度(du)的(de)(de)要求，回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫度(du)確(que)定(ding)在200~350℃之間(jian)(jian)(jian)，可(ke)獲得40~55HRC的(de)(de)硬(ying)度(du)。而400~550℃之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，由于組織(zhi)中會析出彌散度(du)很高(gao)(gao)的(de)(de)合金碳(tan)化(hua)物，耐腐蝕性(xing)降(jiang)低(di)，并(bing)產生較(jiao)大的(de)(de)脆(cui)性(xing)，所以一(yi)般不推薦采(cai)用(yong)，只有用(yong)其制作彈性(xing)元件時(shi)，才(cai)采(cai)用(yong)這一(yi)區間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)溫度(du)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，如(ru)3Cr13不銹鋼用(yong)于制造彈簧(huang)時(shi)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)油冷后在450℃左(zuo)右(you)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，可(ke)保(bao)持硬(ying)度(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼(gang)回火溫度(du)與硬度(du)之間的關系曲線見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬度要求選定的回(hui)火溫(wen)度范(fan)圍(wei)見表(biao)4-7。
這三種鋼的(de)回火冷(leng)卻(que)一(yi)般(ban)采用(yong)空冷(leng)，如果(guo)對韌性(xing)有更高(gao)的(de)要求時，也可采用(yong)油冷(leng)卻(que)，特別是2Cr13鋼油冷(leng)比空冷(leng)的(de)韌性(xing)有較大幅度的(de)提高(gao)。
四、熱處(chu)理時需要(yao)注意的一些問題
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼成分中碳(tan)含(han)量的控(kong)制問(wen)題
在(zai)(zai)一些不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)相關(guan)標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)，對(dui)(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)標(biao)注為不(bu)大于(yu)0.15%,這種對(dui)(dui)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)無下(xia)限(xian)的(de)(de)(de)(de)控制為實際(ji)生產帶來了(le)麻(ma)煩，主要(yao)反映(ying)在(zai)(zai)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理和熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理質量(liang)(liang)(liang)上(shang)。眾所周知，碳(tan)(tan)(tan)與硫(liu)、磷(lin)等(deng)有害元素(su)不(bu)同，硫(liu)、磷(lin)控制得越低(di)(di)(di)越好(hao)，而(er)碳(tan)(tan)(tan)在(zai)(zai)馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)重作(zuo)用決定(ding)了(le)其含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)應有上(shang)限(xian)和下(xia)限(xian)控制，否則將(jiang)滿足不(bu)了(le)使(shi)用要(yao)求(qiu)。當1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)(di)于(yu)0.09%,而(er)鉻又(you)是(shi)標(biao)準(zhun)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)、上(shang)限(xian)時，組織中(zhong)(zhong)會存在(zai)(zai)較(jiao)多(duo)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體，這不(bu)僅保證不(bu)了(le)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理后的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)能(neng)(neng)，韌性(xing)很差，還(huan)會對(dui)(dui)復(fu)雜零件的(de)(de)(de)(de)鑄造(zao)(zao)(zao)生產產生不(bu)利作(zuo)用。在(zai)(zai)工廠(chang)鑄造(zao)(zao)(zao)生產的(de)(de)(de)(de)ZG1Cr13葉輪(lun)中(zhong)(zhong)，就(jiu)多(duo)次出現(xian)過(guo)(guo)因碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)低(di)(di)(di)而(er)造(zao)(zao)(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)問(wen)題(ti)。比如，有一批(pi)ZG1Cr13泵葉輪(lun)經(jing)調質熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理后，機械性(xing)能(neng)(neng)達不(bu)到(dao)指標(biao)，特別是(shi)沖擊韌性(xing)很低(di)(di)(di)，而(er)且在(zai)(zai)葉輪(lun)開口部位(wei)葉片與蓋板相連接處(chu)(chu)(chu)根(gen)部產生裂(lie)紋(wen)(wen)，經(jing)過(guo)(guo)金相分析(xi)，組織中(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)有近20%左(zuo)右的(de)(de)(de)(de)塊狀鐵(tie)素(su)體，裂(lie)紋(wen)(wen)恰恰起源于(yu)鐵(tie)素(su)體塊處(chu)(chu)(chu)，這是(shi)因為鐵(tie)素(su)體強(qiang)度低(di)(di)(di)于(yu)基體組織，在(zai)(zai)鑄造(zao)(zao)(zao)和熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理應力(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)，成(cheng)為薄弱(ruo)點而(er)產生裂(lie)紋(wen)(wen)。后經(jing)對(dui)(dui)這批(pi)鑄件成(cheng)分復(fu)查，其含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)只達0.07%,鉻為13.58%,硅(gui)為0.8%,正是(shi)由于(yu)碳(tan)(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)過(guo)(guo)低(di)(di)(di)而(er)鉻、硅(gui)偏上(shang)限(xian)，致使(shi)鋼組織中(zhong)(zhong)產生了(le)大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體，并導致性(xing)能(neng)(neng)降低(di)(di)(di)和產生鑄造(zao)(zao)(zao)裂(lie)紋(wen)(wen)。熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理裂(lie)紋(wen)(wen)。后將(jiang)鑄造(zao)(zao)(zao)葉輪(lun)ZG1Cr13的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)控制為不(bu)低(di)(di)(di)于(yu)0.10%,最佳控制范圍為0.12%~0.14%,再(zai)沒發(fa)生過(guo)(guo)同類(lei)質量(liang)(liang)(liang)問(wen)題(ti)。
2. 回火脆性問題
關于Cr13型馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的回(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)問題(ti)還缺乏系統的研究，一(yi)般認為其存在回(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)，特別是(shi)2Cr13鋼(gang)(gang)回(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)更敏感一(yi)些。這(zhe)幾種鋼(gang)(gang)應(ying)用(yong)于制(zhi)造機械構件時，常在調質狀態(tai)下使(shi)用(yong)，對(dui)第二(er)類回(hui)(hui)火脆(cui)性(xing)尤應(ying)注意，當(dang)要求(qiu)有高(gao)韌(ren)性(xing)時，回(hui)(hui)火時應(ying)采(cai)用(yong)油冷(leng)。表4-8顯示(shi)了不(bu)同回(hui)(hui)火冷(leng)卻方法對(dui)2Cr13鋼(gang)(gang)沖擊韌(ren)性(xing)的影響。
3. 3Cr13 鋼淬火裂(lie)紋(wen)問題
在(zai)馬(ma)氏體不銹鋼中，3Cr13鋼的(de)含碳量較高，淬火(huo)冷卻，特別是油冷時會(hui)產生較大的(de)淬火(huo)應(ying)力，其馬(ma)氏體轉變溫度又(you)低，易產生淬火(huo)裂紋。所以，3Cr13鋼淬火(huo)時，應(ying)注意(yi)防止裂紋的(de)發生。可采取以下(xia)一些措施。
①. 盡量在粗加(jia)工后淬火
因為鍛造或軋(ya)制坯件的表(biao)(biao)面可能存(cun)在細紋、劃(hua)痕等、將成為淬火應力集(ji)中點和(he)淬火裂紋的誘(you)因。如粗加工確實有困難(nan)，可用砂輪等工具磨掉表(biao)(biao)面缺陷(xian)。
②. 控制淬火加熱速度
這類(lei)鋼一般都是(shi)塑(su)(su)性差、導熱性不(bu)好(hao)。淬火加熱速度(du)過快，表面與心部溫(wen)(wen)差增大，在表面層已(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)奧(ao)氏體(ti)轉(zhuan)變時，內層還處于較低(di)溫(wen)(wen)度(du)的(de)低(di)塑(su)(su)性狀態，這樣，表面層因奧(ao)氏轉(zhuan)變體(ti)積變小(xiao)收縮，受到內層制(zhi)約(yue)，產生(sheng)(sheng)拉(la)應力，當拉(la)應力超過材料破斷強度(du)時，即產生(sheng)(sheng)裂紋(wen)。因此，可采用預熱（500~700℃)或(huo)在低(di)溫(wen)(wen)段控(kong)制(zhi)升(sheng)溫(wen)(wen)速度(du)不(bu)大于80℃/h,800℃后(hou)再提高(gao)升(sheng)溫(wen)(wen)速度(du)等方法。
③. 控制淬火油冷(leng)卻(que)時的(de)工(gong)件出油溫(wen)度。
這(zhe)類材料因合金元(yuan)素高，馬氏體(ti)轉變溫度又(you)低，如(ru)果淬(cui)火(huo)(huo)(huo)冷卻時間(jian)長，會增(zeng)加淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應力而產生淬(cui)火(huo)(huo)(huo)裂紋，特別是截面(mian)較大的(de)(de)零件(jian)，有時心(xin)部(bu)(bu)原始組織的(de)(de)缺陷(xian)比表(biao)面(mian)嚴重，加大了淬(cui)火(huo)(huo)(huo)產生裂紋的(de)(de)可(ke)能性(xing)。可(ke)適(shi)當減緩工件(jian)的(de)(de)冷卻速度。如(ru)控制(zhi)工件(jian)出油時的(de)(de)表(biao)面(mian)溫度，一般控制(zhi)在馬氏體(ti)開始轉變溫度以下150~200℃,或表(biao)面(mian)溫度不高于50~80℃.對(dui)于大型工件(jian)，心(xin)部(bu)(bu)溫度較高，熱量還(huan)會向表(biao)面(mian)傳(chuan)遞，可(ke)采用油－空(kong)(kong)氣－油－空(kong)(kong)氣交替冷卻的(de)(de)方式，以減緩淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應力。
在(zai)高碳馬氏體(ti)鋼(gang)油淬(cui)火冷(leng)卻(que)時，還應注(zhu)意的一個問題是適(shi)當控制油的攪動(dong)速度。在(zai)保證(zheng)油溫(wen)不(bu)大于(yu)80℃和不(bu)發(fa)生火災(zai)的條件下，不(bu)必盲目追(zhui)求和加大油的冷(leng)卻(que)效果(guo)，試驗研究表明(ming)機械(xie)油在(zai)特別劇烈(lie)攪動(dong)時的淬(cui)火冷(leng)卻(que)能力會接近水的淬(cui)火冷(leng)卻(que)能力，這對馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說是很危(wei)險的。這種(zhong)情況也是有(you)過教訓的。
④. 淬火后及時回火
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)在(zai)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)冷卻(que)結(jie)(jie)束后(hou)，心部還會繼續發(fa)生馬氏(shi)體轉變(bian)，不(bu)斷增加淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)力，工(gong)件在(zai)放置過程中，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)應(ying)力也會改變(bian)其分布方式，形(xing)成新的應(ying)力集中點，這都可能使淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)工(gong)件在(zai)放置過程中發(fa)生開裂，所以，這類鋼(gang)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)應(ying)及(ji)(ji)時(shi)(shi)回(hui)火(huo)(huo)。工(gong)件冷卻(que)到室溫或用(yong)手可長期觸及(ji)(ji)的溫度時(shi)(shi)即可回(hui)火(huo)(huo)。淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)最多不(bu)要超過8小時(shi)(shi)應(ying)進行回(hui)火(huo)(huo)，尤其在(zai)北方冬季更應(ying)注意這一問(wen)題(ti)。曾經發(fa)生過這類事(shi)故，在(zai)對一批馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)泵軸(zhou)淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)，因設(she)備(bei)不(bu)足(zu)，未能及(ji)(ji)時(shi)(shi)回(hui)火(huo)(huo)，又(you)恰逢(feng)冬天，氣溫較低，淬(cui)(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)放置15小時(shi)(shi),結(jie)(jie)果這批軸(zhou)全部開裂報廢。
