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(tui)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)全退火(huo)(huo)可改善鋼材鍛造(zao)、軋制、鑄(zhu)造(zao)等加工后可能存在的不良組織，并為(wei)以后淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)熱處(chu)理提供良好的組織保證(zheng)；可以完(wan)全消除各種應力(li)，降低硬(ying)度，便于(yu)加工。
鍛軋態的(de)1Cr13不銹鋼、2Cr13不銹鋼、3Cr13不銹鋼經完(wan)全退(tui)火(huo)后，硬度分別不大(da)于150HB,180HB和210HB.
一些(xie)對(dui)機械性能、耐(nai)腐蝕(shi)性能要求不高的零部件(jian)可(ke)以在完全退火狀態下使用。
2. 等溫退火
等溫退火是把(ba)鋼(gang)(gang)加(jia)熱到奧氏(shi)體(ti)化溫度（一(yi)(yi)般采用850~880℃),也可以將鋼(gang)(gang)材鍛造或鑄造后(hou)冷卻到這一(yi)(yi)溫度區間，充分保溫，再(zai)冷卻到該鋼(gang)(gang)奧氏(shi)體(ti)轉變(bian)最快的溫度范圍（俗稱(cheng)轉變(bian)曲線的鼻子部分，為700~740℃)充分保溫，使(shi)奧氏(shi)體(ti)充分轉變(bian)后(hou)空冷。
等(deng)溫(wen)退(tui)火可以起(qi)到(dao)完全(quan)退(tui)火的作用(yong)，而(er)且比完全(quan)退(tui)火縮(suo)短了占用(yong)加熱爐(lu)的時(shi)間(jian)，提高了效率。
在工作實踐(jian)中還發現，這類馬氏體不銹鋼的等溫退火對(dui)改(gai)善(shan)不良(liang)的鍛造組織，提(ti)高淬火、回火后的力學(xue)性能，特別是提(ti)高沖擊韌性有著(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(jiu)表明，鋼的(de)(de)非平(ping)衡組織(zhi)(zhi)(zhi)再次加(jia)(jia)熱(re)，發生奧(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)時(shi)，新相(xiang)可(ke)能生成(cheng)球(qiu)形(xing)(xing)奧(ao)氏(shi)體(ti)，也可(ke)能生成(cheng)針形(xing)(xing)奧(ao)氏(shi)體(ti)，或(huo)者同(tong)時(shi)生成(cheng)兩種奧(ao)氏(shi)體(ti)。如果轉(zhuan)變(bian)產物以針形(xing)(xing)奧(ao)氏(shi)體(ti)為主，則在(zai)加(jia)(jia)熱(re)轉(zhuan)變(bian)完成(cheng)后，鍛后得(de)到(dao)的(de)(de)粗(cu)大的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)晶粒組織(zhi)(zhi)(zhi)會得(de)到(dao)恢復并造成(cheng)組織(zhi)(zhi)(zhi)遺傳。可(ke)想而知，這種具有(you)粗(cu)大的(de)(de)或(huo)不均(jun)勻(yun)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)，在(zai)淬火(huo)冷卻時(shi)必(bi)然得(de)到(dao)粗(cu)大的(de)(de)或(huo)不均(jun)勻(yun)的(de)(de)馬氏(shi)體(ti)組織(zhi)(zhi)(zhi)，經回(hui)火(huo)后，獲得(de)不均(jun)勻(yun)索(suo)氏(shi)體(ti)組織(zhi)(zhi)(zhi)，這必(bi)將引起力學性能，特(te)別是沖擊韌(ren)性的(de)(de)降低(di)。
基于這(zhe)種分析，我們將這(zhe)批(pi)泵軸(zhou)重新進行了等(deng)溫退火處理，獲得了鐵素(su)體和(he)碳化物的平衡組(zu)織(zhi)。
經等溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)的泵軸再用(yong)原淬(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)工藝處(chu)理后（（970±10)℃加熱(re)保(bao)溫(wen)后油冷，（685±10)℃加熱(re)保(bao)溫(wen)后油冷），力學性(xing)能完全達到(dao)技術要求，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)別為(wei)79.0J、74J和74J,平均(jun)為(wei)75.7J.未經等溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)的淬(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)組織和經等溫(wen)退(tui)火(huo)(huo)(huo)后的淬(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)組織分(fen)別是圖(tu)4-11和圖(tu)4-12。
3. 低溫退火
馬(ma)氏體不銹鋼低(di)溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)，有(you)的(de)(de)稱高溫(wen)回火(huo)（嚴格從定義上(shang)來講和(he)(he)作用目(mu)的(de)(de)方面看，稱高溫(wen)回火(huo)是不準確的(de)(de)），是把鋼加(jia)熱到Ac1溫(wen)度以上(shang)（有(you)時略低(di)于(yu)Ac1溫(wen)度）至A3溫(wen)度以下，保溫(wen)后(hou)爐冷(leng)或空冷(leng)。這種退(tui)(tui)火(huo)可(ke)以使鋼軟化(hua)，便于(yu)加(jia)工和(he)(he)消除(chu)應力。對于(yu)改善(shan)組織的(de)(de)作用遠不如(ru)完全退(tui)(tui)火(huo)和(he)(he)等溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)。
低(di)溫退火一般用(yong)于較小的(de)(de)鑄件(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)或以后還經淬(cui)火、回火熱(re)處理的(de)(de)零(ling)部件(jian)(jian)。較大的(de)(de)鑄件(jian)(jian)、鍛件(jian)(jian)及應力很大的(de)(de)零(ling)部件(jian)(jian)毛坯(pi)，還是采(cai)用(yong)完全退火或等溫退火為好。
1Cr13不(bu)銹鋼、2Cr13不(bu)銹鋼、3Cr13不(bu)銹鋼低(di)溫(wen)退火(huo)溫(wen)度為740~780℃,如(ru)果(guo)以消除(chu)應力為主要(yao)目的，可以降低(di)加熱溫(wen)度至700℃左右。保溫(wen)后一般爐冷(leng)至500℃以下出爐空冷(leng)。
低(di)溫退火后的(de)硬(ying)度(du)一(yi)般高于完全退火后的(de)硬(ying)度(du)30~40HB,依含碳量不(bu)同，可保持在180~230HB.當然(ran)，低(di)溫退火選擇的(de)溫度(du)越(yue)(yue)高，硬(ying)度(du)越(yue)(yue)低(di)。圖4-13和圖4-14分別顯示了(le)1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼低(di)溫退火和完全退火加熱(re)溫度(du)、保溫時間與硬(ying)度(du)的(de)關系及(ji)低(di)溫退火與完全退火后的(de)硬(ying)度(du)差異。
1Cr13、2Cr13 鋼和3Cr13鋼完全退(tui)火后應(ying)保證的(de)機械(xie)性(xing)能見表(biao)4-4,實測性(xing)能見表(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(huo)的(de)主要(yao)目的(de)是(shi)要(yao)獲得馬(ma)氏(shi)體組(zu)織(zhi)。即將其(qi)加熱到A3以上的(de)一個溫度(du)范圍，使合金(jin)碳化物充分溶解，得到碳與鉻較均勻(yun)的(de)奧氏(shi)體，然后，以適當的(de)速度(du)冷卻下來，最終獲得馬(ma)氏(shi)體組(zu)織(zhi)。
1. 淬火加熱
Cr13型馬氏體不銹鋼(gang)因(yin)含有較(jiao)高的(de)鉻含量(liang)，提高了相變點Ac3,又因(yin)大量(liang)的(de)合(he)金碳(tan)化物(wu)的(de)存在，使組織(zhi)中的(de)碳(tan)和(he)鉻元素分(fen)布不均(jun)(jun)，其在加(jia)熱(re)(re)過程中擴散速度緩(huan)慢，所以(yi)，為使碳(tan)化物(wu)充分(fen)溶解，得到(dao)成(cheng)分(fen)比(bi)較(jiao)均(jun)(jun)勻(yun)的(de)奧氏體及冷(leng)卻(que)之(zhi)后得到(dao)有足夠(gou)碳(tan)、鉻飽和(he)度的(de)均(jun)(jun)勻(yun)的(de)馬氏體組織(zhi)，這類鋼(gang)的(de)淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)溫度高于碳(tan)鋼(gang)和(he)合(he)金結(jie)構(gou)鋼(gang)，即(ji)提高淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)溫度并適當延長保溫時間。
該(gai)類鋼(gang)導熱(re)(re)(re)性差，特(te)別是在較(jiao)低溫度(du)時(shi)，導熱(re)(re)(re)性更(geng)差，為(wei)防止(zhi)加(jia)熱(re)(re)(re)過(guo)程中產生(sheng)裂紋，保證零件的(de)內外溫差較(jiao)小，在淬(cui)火(huo)加(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)應控制加(jia)熱(re)(re)(re)速(su)度(du)，或先(xian)行(xing)預熱(re)(re)(re)。根據經驗，在750℃以前，升溫速(su)度(du)應不(bu)大于80℃/h。
1Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、2Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)、3Cr13不(bu)(bu)銹鋼(gang)，因它們的含碳量(liang)不(bu)(bu)同，原始組織(zhi)存在差異，所以，各自(zi)的淬火加熱溫度(du)略(lve)有不(bu)(bu)同。
1Cr13不銹鋼由于含碳量較低，加(jia)熱到淬火溫度時，仍處于奧氏體和鐵素(su)體兩相區(qu)的邊緣(yuan)部分，組(zu)織中會含有(you)一定量的鐵素(su)體，見圖4-15。
淬(cui)火冷卻(que)后，這部分未溶鐵素(su)(su)體保(bao)留在(zai)淬(cui)火鋼組(zu)織(zhi)中(zhong)。鐵素(su)(su)體量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)多少，首(shou)先與(yu)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)有(you)關(guan)，見圖4-16.此外，鉻的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)及鉬、硅的(de)(de)殘存量(liang)(liang)(liang)(liang)均產生影(ying)響。淬(cui)火鋼中(zhong)鐵素(su)(su)體的(de)(de)存在(zai)，對硬度(du)、機械(xie)性能(neng)，尤其是沖擊韌性會(hui)產生不良影(ying)響，所以，在(zai)對有(you)較高機械(xie)性能(neng)要求(qiu)的(de)(de)零件(jian)選(xuan)用(yong)1Cr13鋼時(shi)(shi)，應特(te)殊提出成(cheng)分控(kong)制條件(jian)。生產實踐中(zhong)發現，盡(jin)管1Cr13鋼成(cheng)分都在(zai)標準的(de)(de)合(he)格范圍內，但當實際含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)低于0.11%,鉻量(liang)(liang)(liang)(liang)處于上(shang)限(xian)時(shi)(shi)（＞13%)組(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)(de)鐵素(su)(su)體含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)可達(da)到15%~20%,而實際含(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)控(kong)制在(zai)0.12%~0.15%,含(han)鉻量(liang)(liang)(liang)(liang)在(zai)下限(xian)時(shi)(shi)（＜12%),則組(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)(de)鐵素(su)(su)體量(liang)(liang)(liang)(liang)可小于5%。
淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)對組織中的(de)(de)鐵(tie)素體含(han)量(liang)也產(chan)(chan)生(sheng)影響(xiang)。從圖4-16可見，在(zai)成分(fen)一定時，加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)在(zai)950~1100℃區(qu)間(jian)內，鐵(tie)素體量(liang)保(bao)持(chi)在(zai)較低范(fan)圍(wei)。隨著加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)升(sheng)高，鐵(tie)素體量(liang)明顯增(zeng)加(jia)。所(suo)以(yi)，在(zai)材料(liao)標準中推薦的(de)(de)1Cr13 鋼淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)為950~1000℃,但在(zai)實際生(sheng)產(chan)(chan)中，為保(bao)證碳及合金(jin)元(yuan)素的(de)(de)充(chong)分(fen)溶解，常(chang)取淬火(huo)(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)在(zai)1000~1050℃.更高的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)會引起組織中的(de)(de)鐵(tie)素體量(liang)增(zeng)加(jia)及晶粒長大。
2Cr13、3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相對于1Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說，有更高的(de)含碳(tan)量，一般情況下，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后組織中(zhong)不(bu)會存在鐵素體，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)的(de)確定主要是保(bao)證(zheng)鋼(gang)中(zhong)的(de)碳(tan)化(hua)物能充分(fen)溶解(jie)于奧氏體中(zhong)，以保(bao)證(zheng)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)后獲(huo)得理(li)想的(de)機械性能和耐腐蝕性。實踐證(zheng)明，2Cr13、3Cr13鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)選(xuan)擇在980~1000℃且充分(fen)保(bao)溫(wen)(wen)即可(ke)，實際(ji)生產中(zhong)的(de)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)略提(ti)高一些，2Cr13淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)通常取1000~1030℃,而(er)3Cr13鋼(gang)中(zhong)碳(tan)化(hua)物偏多，實際(ji)生產中(zhong)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)取1020~1050℃即可(ke)。
更高的淬(cui)火(huo)加熱(re)溫(wen)度(du)不(bu)宜采用(yong)，因為(wei)更高的溫(wen)度(du)會引起奧氏體晶(jing)粒粗大，帶來不(bu)良(liang)作用(yong)，見(jian)圖(tu)4-17。
淬火(huo)加熱溫(wen)度更高還會引起淬火(huo)硬(ying)度下降，見圖4-18,這主要是由于合(he)金(jin)元素和碳(tan)的過分溶解，增(zeng)加了奧氏體(ti)的穩定性，淬火(huo)后會存在較多(duo)的殘留奧氏體(ti)的原因。
2. 淬火冷(leng)卻
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼，由于較(jiao)高含鉻(ge)量(liang)的作用，使高溫奧氏(shi)體較(jiao)穩定，等溫轉(zhuan)(zhuan)變曲線右移(yi)。見圖(tu)4-19和(he)圖(tu)4-20及圖(tu)4-9.在冷卻(que)(que)過(guo)程中不易(yi)發(fa)生珠光體和(he)貝(bei)氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變，降低了臨界(jie)冷卻(que)(que)速度，見圖(tu)4-21.在較(jiao)低的冷卻(que)(que)速度條件下，即可進行馬(ma)氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變，獲得馬(ma)氏(shi)體組(zu)織，采用空冷或油冷均可得到較(jiao)高的淬火硬(ying)度。
但(dan)油(you)冷(leng)卻(que)比(bi)空氣冷(leng)卻(que)的(de)(de)(de)鋼(gang)在(zai)調質硬度和(he)強(qiang)度相同(tong)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，有更好(hao)的(de)(de)(de)塑性(xing)和(he)韌性(xing)。所以，在(zai)實際生產(chan)中，對(dui)于(yu)截面尺寸較大(da)的(de)(de)(de)零件或對(dui)機(ji)械性(xing)能，尤其是塑性(xing)和(he)韌性(xing)要求較高的(de)(de)(de)零件，最好(hao)采用(yong)油(you)冷(leng)，對(dui)于(yu)較小零件和(he)形(xing)狀復雜，易產(chan)生淬火裂(lie)紋的(de)(de)(de)零件可(ke)采用(yong)空冷(leng)。
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼(gang)的臨界點（近似值(zhi)）見表(biao)4-6。
三(san)、回火
1Cr13、2Cr13、3Cr13不銹鋼淬火(huo)(huo)冷卻后，獲得以馬氏體(ti)(ti)為基體(ti)(ti)的組織，因其(qi)固溶(rong)了碳，使晶格扭(niu)曲(qu)，存在較大的應力，組織不夠(gou)穩定，不能(neng)直接應用，淬火(huo)(huo)后必須經回火(huo)(huo)再使用。
這三種(zhong)牌號(hao)的(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼普遍應用于制造機械構件，要求(qiu)具有(you)良好的(de)綜合機械性(xing)(xing)(xing)能和一定的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)能，一般淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)后再經高(gao)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，即調質熱處理狀態下使用。回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)度可(ke)(ke)根據(ju)強韌性(xing)(xing)(xing)的(de)要求(qiu)選定在550~750℃之間，回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)后的(de)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織為(wei)索氏體(ti)(ti)(ti)(ti)，有(you)的(de)可(ke)(ke)能是保留(liu)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)位向的(de)板條狀或粒狀索氏體(ti)(ti)(ti)(ti)。1Cr13鋼回(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)組(zu)(zu)織中還可(ke)(ke)能存在有(you)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)加熱時未溶的(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)。見圖4-22。
對于3Cr13不銹(xiu)鋼，已屬于共析(xi)鋼，淬火(huo)(huo)后(hou)可獲(huo)得很(hen)高的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)，也常(chang)用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)造有(you)高硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)，高耐磨性能要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)零部件，如(ru)軸(zhou)套、擋套、密封環等。這時(shi)可采(cai)用(yong)(yong)較(jiao)(jiao)低溫度(du)(du)的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)或者表面淬火(huo)(huo)后(hou)低溫回(hui)火(huo)(huo)，依據對使(shi)用(yong)(yong)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)，回(hui)火(huo)(huo)溫度(du)(du)確定(ding)在200~350℃之間(jian)(jian)，可獲(huo)得40~55HRC的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)。而400~550℃之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)(huo)，由于組織中會析(xi)出彌(mi)散度(du)(du)很(hen)高的(de)(de)(de)合金(jin)碳化物，耐腐蝕性降低，并產生較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)脆(cui)性，所以一般(ban)不推(tui)薦采(cai)用(yong)(yong)，只有(you)用(yong)(yong)其(qi)制(zhi)(zhi)作彈性元件時(shi)，才采(cai)用(yong)(yong)這一區間(jian)(jian)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)回(hui)火(huo)(huo)，如(ru)3Cr13不銹(xiu)鋼用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)造彈簧時(shi)，淬火(huo)(huo)油冷(leng)后(hou)在450℃左右回(hui)火(huo)(huo)，可保持硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)在45~50HRC。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼回火溫(wen)度與硬度之間的關系曲線(xian)見圖4-23~圖4-25。
1Cr13、2Cr13、3Cr13鋼按硬(ying)度要求選定的回火溫度范圍見(jian)表4-7。
這三種鋼(gang)的回火冷卻一(yi)般采(cai)用空冷，如果對韌(ren)性有更高的要求時(shi)，也可采(cai)用油(you)冷卻，特別是2Cr13鋼(gang)油(you)冷比空冷的韌(ren)性有較大幅(fu)度的提高。
四(si)、熱處理(li)時需要注意的一些問(wen)題(ti)
1. 1Cr13(ZG1Cr13)鋼(gang)成分中碳含量的控制問(wen)題
在一些不(bu)銹鋼的(de)(de)相關標準中(zhong)(zhong)，對(dui)1Cr13(ZG1Cr13)鋼的(de)(de)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)標注為(wei)(wei)不(bu)大(da)于0.15%,這(zhe)種對(dui)碳(tan)量(liang)(liang)無下限(xian)(xian)的(de)(de)控制為(wei)(wei)實(shi)際生產(chan)帶(dai)來了麻(ma)煩，主要(yao)反映在熱(re)處(chu)(chu)理和(he)熱(re)處(chu)(chu)理質(zhi)量(liang)(liang)上(shang)。眾所(suo)周知，碳(tan)與硫(liu)、磷等有害元(yuan)素(su)不(bu)同，硫(liu)、磷控制得(de)越低(di)(di)(di)越好(hao)，而(er)碳(tan)在馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)雙重作用決定了其(qi)(qi)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)應(ying)有上(shang)限(xian)(xian)和(he)下限(xian)(xian)控制，否則(ze)將滿足不(bu)了使用要(yao)求。當(dang)1Cr13(ZG1Cr13)中(zhong)(zhong)的(de)(de)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)低(di)(di)(di)于0.09%,而(er)鉻又是(shi)(shi)標準中(zhong)(zhong)的(de)(de)中(zhong)(zhong)、上(shang)限(xian)(xian)時，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)會存在較(jiao)多量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)，這(zhe)不(bu)僅保證(zheng)不(bu)了熱(re)處(chu)(chu)理后(hou)(hou)的(de)(de)機(ji)械(xie)性能(neng)(neng)，韌(ren)性很差(cha)，還會對(dui)復雜零件(jian)的(de)(de)鑄(zhu)造生產(chan)產(chan)生不(bu)利作用。在工廠(chang)鑄(zhu)造生產(chan)的(de)(de)ZG1Cr13葉輪中(zhong)(zhong)，就多次出(chu)現過(guo)因(yin)(yin)碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)低(di)(di)(di)而(er)造成的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)問題(ti)。比如，有一批(pi)ZG1Cr13泵葉輪經(jing)調質(zhi)熱(re)處(chu)(chu)理后(hou)(hou)，機(ji)械(xie)性能(neng)(neng)達不(bu)到指標，特別是(shi)(shi)沖擊韌(ren)性很低(di)(di)(di)，而(er)且(qie)在葉輪開口(kou)部位葉片與蓋板(ban)相連接處(chu)(chu)根部產(chan)生裂紋(wen)(wen)，經(jing)過(guo)金相分析，組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)(han)有近20%左右的(de)(de)塊(kuai)狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)，裂紋(wen)(wen)恰恰起(qi)源于鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)塊(kuai)處(chu)(chu)，這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)強度低(di)(di)(di)于基體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，在鑄(zhu)造和(he)熱(re)處(chu)(chu)理應(ying)力的(de)(de)作用下，成為(wei)(wei)薄弱(ruo)點而(er)產(chan)生裂紋(wen)(wen)。后(hou)(hou)經(jing)對(dui)這(zhe)批(pi)鑄(zhu)件(jian)成分復查，其(qi)(qi)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)只達0.07%,鉻為(wei)(wei)13.58%,硅為(wei)(wei)0.8%,正是(shi)(shi)由于碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)過(guo)低(di)(di)(di)而(er)鉻、硅偏上(shang)限(xian)(xian)，致(zhi)使鋼組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)產(chan)生了大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)，并導致(zhi)性能(neng)(neng)降低(di)(di)(di)和(he)產(chan)生鑄(zhu)造裂紋(wen)(wen)。熱(re)處(chu)(chu)理裂紋(wen)(wen)。后(hou)(hou)將鑄(zhu)造葉輪ZG1Cr13的(de)(de)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)控制為(wei)(wei)不(bu)低(di)(di)(di)于0.10%,最(zui)佳控制范圍為(wei)(wei)0.12%~0.14%,再沒發生過(guo)同類質(zhi)量(liang)(liang)問題(ti)。
2. 回火(huo)脆性問題(ti)
關于Cr13型馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)回(hui)火脆性(xing)(xing)問(wen)題還缺乏系(xi)統的(de)研究，一般(ban)認為其(qi)存在回(hui)火脆性(xing)(xing)，特別是2Cr13鋼(gang)回(hui)火脆性(xing)(xing)更敏(min)感一些。這幾種鋼(gang)應(ying)(ying)用(yong)于制造機械構件時，常在調質狀態下使用(yong)，對第二類回(hui)火脆性(xing)(xing)尤應(ying)(ying)注(zhu)意(yi)，當要求有高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)時，回(hui)火時應(ying)(ying)采用(yong)油冷。表4-8顯(xian)示了不(bu)同回(hui)火冷卻(que)方法(fa)對2Cr13鋼(gang)沖擊韌(ren)性(xing)(xing)的(de)影(ying)響。
3. 3Cr13 鋼(gang)淬火裂紋問(wen)題
在馬(ma)氏(shi)(shi)體不銹鋼(gang)中，3Cr13鋼(gang)的含碳量較(jiao)高，淬火冷(leng)卻(que)，特別是油冷(leng)時(shi)會產生(sheng)較(jiao)大的淬火應力(li)，其馬(ma)氏(shi)(shi)體轉變溫(wen)度又低，易產生(sheng)淬火裂紋(wen)。所以(yi)，3Cr13鋼(gang)淬火時(shi)，應注意防(fang)止裂紋(wen)的發生(sheng)。可(ke)采(cai)取以(yi)下一些措施。
①. 盡量在粗(cu)加工(gong)后淬火
因為鍛造或軋(ya)制坯件的表面可(ke)能存在細(xi)紋(wen)、劃(hua)痕等(deng)、將成為淬(cui)火(huo)應力集中點(dian)和淬(cui)火(huo)裂(lie)紋(wen)的誘因。如粗加工確實有(you)困難，可(ke)用砂(sha)輪等(deng)工具磨(mo)掉表面缺陷(xian)。
②. 控制淬火加熱(re)速度
這(zhe)類(lei)鋼一般都(dou)是塑性差(cha)、導(dao)熱性不(bu)好。淬火加熱速(su)度(du)過快(kuai)，表(biao)面與心部溫(wen)差(cha)增大，在表(biao)面層已發生奧氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)時，內層還處于較低(di)溫(wen)度(du)的低(di)塑性狀態，這(zhe)樣，表(biao)面層因(yin)奧氏轉(zhuan)變(bian)體(ti)積變(bian)小收(shou)縮，受到內層制約，產生拉應力，當拉應力超過材料破斷強度(du)時，即產生裂紋。因(yin)此(ci)，可采用預熱（500~700℃)或在低(di)溫(wen)段(duan)控制升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)不(bu)大于80℃/h,800℃后再提(ti)高(gao)升(sheng)溫(wen)速(su)度(du)等(deng)方法。
③. 控制淬火油冷卻(que)時的工件出(chu)油溫度。
這類材料(liao)因合金(jin)元素(su)高(gao)(gao)，馬氏體(ti)轉變溫(wen)度(du)(du)又低，如果淬(cui)火冷卻(que)時間長，會(hui)增(zeng)加淬(cui)火應(ying)力而產生淬(cui)火裂(lie)紋，特別(bie)是截面(mian)較大(da)的(de)(de)(de)零(ling)件，有時心(xin)部原始組織的(de)(de)(de)缺(que)陷比表面(mian)嚴重，加大(da)了淬(cui)火產生裂(lie)紋的(de)(de)(de)可能性。可適當(dang)減(jian)緩工件的(de)(de)(de)冷卻(que)速度(du)(du)。如控(kong)制(zhi)(zhi)工件出油(you)時的(de)(de)(de)表面(mian)溫(wen)度(du)(du)，一般控(kong)制(zhi)(zhi)在馬氏體(ti)開始轉變溫(wen)度(du)(du)以下150~200℃,或表面(mian)溫(wen)度(du)(du)不高(gao)(gao)于50~80℃.對(dui)于大(da)型工件，心(xin)部溫(wen)度(du)(du)較高(gao)(gao)，熱量(liang)還會(hui)向表面(mian)傳遞，可采用(yong)油(you)－空氣－油(you)－空氣交替冷卻(que)的(de)(de)(de)方式，以減(jian)緩淬(cui)火應(ying)力。
在(zai)高碳馬氏體(ti)鋼油(you)(you)淬火冷卻(que)(que)時，還(huan)應注意(yi)的(de)(de)(de)一個問(wen)題是適(shi)當(dang)控(kong)制油(you)(you)的(de)(de)(de)攪動(dong)速(su)度。在(zai)保證油(you)(you)溫不大(da)于80℃和(he)不發生(sheng)火災的(de)(de)(de)條件下，不必盲目追求和(he)加大(da)油(you)(you)的(de)(de)(de)冷卻(que)(que)效果(guo)，試驗研究(jiu)表明機械油(you)(you)在(zai)特別(bie)劇(ju)烈攪動(dong)時的(de)(de)(de)淬火冷卻(que)(que)能(neng)(neng)力會(hui)接近水的(de)(de)(de)淬火冷卻(que)(que)能(neng)(neng)力，這對馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼來說是很危險的(de)(de)(de)。這種情(qing)況(kuang)也是有過教訓的(de)(de)(de)。
④. 淬火(huo)后及時回火(huo)
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼在(zai)(zai)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)冷卻結束后(hou)，心(xin)部還會繼續發生(sheng)馬氏(shi)體轉變，不(bu)斷增加淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應(ying)力，工件(jian)在(zai)(zai)放置過(guo)程(cheng)中，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)應(ying)力也會改變其(qi)(qi)分布方式(shi)，形成新的應(ying)力集中點，這(zhe)(zhe)都可(ke)能(neng)使淬(cui)火(huo)(huo)(huo)工件(jian)在(zai)(zai)放置過(guo)程(cheng)中發生(sheng)開裂，所以，這(zhe)(zhe)類(lei)鋼淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)應(ying)及時(shi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)。工件(jian)冷卻到(dao)室溫或用手可(ke)長期觸及的溫度(du)時(shi)即(ji)可(ke)回(hui)火(huo)(huo)(huo)。淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)最多不(bu)要超過(guo)8小時(shi)應(ying)進(jin)行回(hui)火(huo)(huo)(huo)，尤(you)其(qi)(qi)在(zai)(zai)北方冬季更(geng)應(ying)注(zhu)意這(zhe)(zhe)一問題。曾經發生(sheng)過(guo)這(zhe)(zhe)類(lei)事(shi)故，在(zai)(zai)對一批(pi)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼泵軸(zhou)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)，因設備(bei)不(bu)足，未能(neng)及時(shi)回(hui)火(huo)(huo)(huo)，又恰逢(feng)冬天，氣(qi)溫較低(di)，淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)放置15小時(shi),結果這(zhe)(zhe)批(pi)軸(zhou)全部開裂報廢(fei)。
