马氏体型不锈钢作为结构钢时,应在调质状态(淬火+回火)使用,作为工具钢时,则在淬火状态使用。很少在退火状态使用,否则,其强度、韧性、耐蚀性等均不好。马氏体型不锈钢通过可采用的各种热处理方法得到的硬度范围。
为进行淬火,需升温到转变点以上,以便将碳化物固溶于奥氏休中进行快冷。淬火的硬度,由于固溶于奥氏体基体中过饱和碳越多马氏体的硬度就越高,所以淬火硬度是由碳和铬的含量决定的。因为铬使奥氏体区变窄而析出a相,即便碳含量高,若铬含量也高,淬火硬度也不会提高。
碳和铬分布不均匀的材料,就不能充分淬火,其它元素含量也有影响。因此马氏体型不锈纲的热处理,也必须根据成分而采取相应的工艺规范来进行。
一般来说,马氏体淬火需要注意以下要点:
①在升温使碳化物固溶时,要得到尽量均匀的奥氏体组织,在碳化物固溶部位的初始阶段,碳化物附近含碳高,其周围含碳低。在此情况下,淬火时马氏体就不均匀,残余奥氏体也增多,且回火后的性能、特别是冲击值变坏。与碳钢比,因为碳扩散较慢,故欲使碳化物固溶,并获得均匀的奥氏体组织,就需要一定的时间。但是,当加热温度过高和加热时间延长时,则马氏体的成核减少,残余奥氏体增多。残余奥氏体在加工及使用时,会发生马氏体相变,因尺寸变化和膨胀差而使内部产生应力,含碳越高,残余奥氏体就越多。
②说明导热率在低温时低;所以快速加热时易产生裂纹。为使中心也充分均热,在低温时需要充裕的时间,亦即预热。因为加热到高温时导热率变好,为防止氧化也应在预热后迅速升温。即应备有两个热处理炉,在低温炉充分均热后,放入高温炉迅速加热至淬火温度。高碳钢和大截面件,为防止淬裂和使固溶均匀化,就必须进行顶热。
③是防止渗碳、脱碳、渗氮。在加热过程中如产生这些现象,就会引起淬裂或强度不均。因不锈钢含铬,所以高温时容易渗碳,若产生渗碳,不锈钢中的铬就会形成碳化物,以致不能钝化,严重损害其耐蚀性。所以,加热气氛不能采用渗碳性的气休。在加热的工件表面上,也不能附着油脂之类的东西。
即使工件在中间退火时也必须将油除净,喷油嘴喷出的油滴也会影响渗碳。
④淬火冷却速度也可采用空冷。但如果过于缓慢,会产生屈氏体,则其耐蚀性将变得很差。总之,马氏体不锈钢不应进行不完全淬火。用空冷淬火的办法,要注意由于内部不完全冷却而造成热积累时,这种内热就容易造成不完全淬火。
假若不进行完全淬火,下一步进行回火,即使达到同一回火硬度,韧性(特别是冲击值)也很差。