Cr13型不銹鋼因含有大量鉻元素,過冷奧氏體的穩(wěn)定性較高,因此這類不銹鋼高溫加熱后在空氣中冷卻即可以獲得馬氏體組織。鍛后如冷卻較快(在空氣中冷卻),由于變形的殘余應(yīng)力及組織轉(zhuǎn)變的共同影響,常會使鍛件表面產(chǎn)生裂紋,這種開裂傾向因鋼中碳含量增高而增大,因此對這類鋼鍛后應(yīng)緩慢冷卻,并及時地進行軟化處理。
Cr13型不銹鋼的軟化處理可以兩種方式進行:
1. 高溫回火
將鍛件加熱至700~800℃保溫2~6h后空冷,對形狀簡單的鍛件基本上可避免鍛造裂紋。12Cr13鋼高溫回火后的硬度為170~200HB,20Cr13、30Cr13、40Cr13鋼為200~230HB。
2. 完全退火
將鍛件加熱至840~900℃(較常用的為860℃)保溫2~4h以后,以不大于25℃/h的速率冷卻至600℃后空冷,12Cr13與20Cr13鋼的硬度可降至170HB以下,30Cr13與40Cr13鋼可降至217HB以下。退火后的Cr13型不銹鋼的耐蝕性能比較低,尤其是碳含量較高的鋼更是如此(圖9.23)。這是因為退火的鋼中存在大量的碳化鉻,不僅使固溶體中的鉻含量降低,并且這些碳化鉻顆粒與基體構(gòu)成許多微電池,加速了鋼的腐蝕。
為了保證這類鋼有高的耐腐蝕性,Cr13型不銹鋼都是經(jīng)過淬火-回火以后才使用的。這類鋼熱處理的可能性取決于γ→α相變的存在與否。含碳0.01%的06Cr13鋼由于不存在γ→α相變,不能通過淬火強化,而含碳0.35%的40Cr13鋼,高于800℃加熱(鋼的Ac1=800℃)淬火后得到馬氏體組織,可以顯著地得到強化。含碳在這兩者之間的鋼,由于y→α相變不完全,淬火強化效果則較小一些。
這類鋼在淬火加熱時,隨加熱溫度的升高,碳化物逐漸溶解,淬火后硬度升高,見圖9.24。30Cr13與40Cr13兩種鋼的碳含量較高,淬火溫度也應(yīng)高些,可保證碳化物充分溶解而得到高硬度。但如將溫度提得過高(超過1050℃),回火時碳化物的析出過程強烈,使鋼的耐腐蝕性能降低(圖8.17)。30Cr13與40Cr13鋼淬火后的硬度一般為51~56HRC,組織為馬氏體及碳化物。應(yīng)該指出的是,Cr13型不銹鋼導(dǎo)熱性低,淬火時應(yīng)緩慢加熱或經(jīng)過預(yù)熱再加熱至淬火溫度。對于含碳較高的30Cr13與40Cr13鋼,加熱時應(yīng)該注意防止表面脫碳,因為脫碳的結(jié)果可使表面層出現(xiàn)鐵素體及粗晶粒組織,使淬火后硬度降低。