4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、9Cr18MoV 等鋼號已屬于過共析馬氏體不銹鋼，淬火后即可獲得馬氏體及碳化物的組織，具有很高的硬度。主要用于要求高硬度、高耐磨性的刀具、軸承、軸套等零部件。有時也用于制造有耐腐蝕性要求的彈性元件，如彈簧等。
1. 退火
這類過(guo)共析馬氏體不銹鋼(gang)根(gen)據(ju)處(chu)理目的、作(zuo)用，可采用完全退火(huo)、等溫退火(huo)和低溫退火(huo)，工藝方法(fa)見3Cr13不銹鋼(gang)退火(huo)部分的內(nei)容。
4Cr13、9Cr18鋼(gang)完全退火后的機械性能實測值見表4-9。
2. 淬火
這類鋼因其(qi)含碳量(liang)較(jiao)高(gao)，組織(zhi)中存在較(jiao)多(duo)的(de)(de)合金(jin)碳化(hua)(hua)物，所(suo)以(yi)，淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)應適當(dang)提(ti)高(gao)一些，以(yi)保(bao)證合金(jin)碳化(hua)(hua)物能(neng)夠充分溶解。加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)時(shi)不易溶解的(de)(de)碳化(hua)(hua)物對(dui)阻止晶粒長大有一定(ding)的(de)(de)作(zuo)用(yong)，也保(bao)證了提(ti)高(gao)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)的(de)(de)可行性。一般來說，4Cr13、9Cr18鋼的(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)可用(yong)1050~1080℃,9Cr18MoV的(de)(de)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)可用(yong)1060~1090℃.應嚴格控(kong)制加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)速度(du)(du)（見3Cr13相關部分）。進一步提(ti)高(gao)淬(cui)火(huo)(huo)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)(du)除(chu)了要引起(qi)晶粒長大外(wai)，還可能(neng)因奧氏(shi)(shi)體(ti)中溶入過量(liang)的(de)(de)碳和合金(jin)元(yuan)素，提(ti)高(gao)了奧氏(shi)(shi)體(ti)穩定(ding)性，可能(neng)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)殘留奧氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)數量(liang)，見圖4-26,并(bing)使淬(cui)火(huo)(huo)硬度(du)(du)下降(jiang)，見圖4-27。
這類鋼用(yong)于高(gao)硬(ying)度的(de)條(tiao)件下，淬火(huo)后(hou)硬(ying)度很高(gao)，并采用(yong)低溫回火(huo)，熱(re)處(chu)理(li)后(hou)只能采用(yong)磨削或拋光加工(gong)，不宜進行其他機械加工(gong)，因此(ci)，淬火(huo)加熱(re)設備最好采用(yong)真(zhen)空加熱(re)爐(lu)或保護氣(qi)氛爐(lu)。采用(yong)一(yi)般空氣(qi)介質加熱(re)爐(lu)時(shi)，工(gong)件表(biao)面應進行防(fang)(fang)氧(yang)化和脫碳防(fang)(fang)護處(chu)理(li)，以防(fang)(fang)工(gong)件表(biao)面脫碳、氧(yang)化。
淬火冷(leng)卻介質(zhi)應采用油性介質(zhi)。采用空氣冷(leng)卻會使工(gong)件(jian)表面脫碳、氧(yang)化、降低硬度。
4Cr13、9Cr18 不銹鋼的相變(bian)點見表4-10。
4Cr13鋼(gang)奧(ao)(ao)氏(shi)體等溫轉變(bian)曲(qu)線見(jian)圖4-28,奧(ao)(ao)氏(shi)體連續轉變(bian)曲(qu)線見(jian)圖4-29。
3. 回火
這類鋼(gang)主要(yao)用(yong)于(yu)要(yao)求(qiu)高(gao)硬(ying)度、高(gao)耐(nai)磨(mo)性能的制(zhi)件，淬火后一般(ban)采用(yong)低溫(wen)回(hui)火。如(ru)制(zhi)造刀具(ju)、量具(ju)、軸承套(tao)圈、鋼(gang)球(qiu)等可用(yong)150~170℃回(hui)火，硬(ying)度大于(yu)60HRC;一般(ban)耐(nai)磨(mo)件用(yong)200~240℃回(hui)火，硬(ying)度保證在55~60HRC。
4Cr13不銹(xiu)鋼制造軸套時，可(ke)在表面淬(cui)火后在360~400℃區間(jian)回(hui)火，表面硬度可(ke)達(da)(da)45~50HRC,在200~240℃區間(jian)回(hui)火，硬度可(ke)達(da)(da)50~55HRC.
4Cr13不銹鋼用(yong)于制作彈(dan)性元(yuan)件、彈(dan)簧時，可用(yong)450~500℃溫度回火，在(zai)保證硬(ying)度45~50HRC條件下，還具有(you)較高的彈(dan)性。4Cr13鋼在(zai)1050℃加熱油(you)冷(leng)淬火經480℃回火后的金(jin)相(xiang)組(zu)織見圖4-30。
4Cr13不(bu)銹鋼一般不(bu)在高溫回火時使用，但有時為表面淬火或(huo)整體(ti)淬火作組織準備(bei)，在粗(cu)加工后(hou)進行調質處理，淬火后(hou)在650~700℃區間回火，硬度可(ke)達280~320HB。
9Cr18型馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)用(yong)做(zuo)制造高硬度，并且(qie)要求(qiu)組織、尺寸(cun)高度穩(wen)定狀(zhuang)態(tai)的(de)零件(jian)時，在(zai)(zai)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)、回火(huo)(huo)(huo)前增(zeng)加一道冷處理(li)工序，即(ji)在(zai)(zai)－78~-60℃之(zhi)間冰冷處理(li)，以保證淬(cui)火(huo)(huo)(huo)殘留奧氏(shi)體(ti)充分轉變成馬氏(shi)體(ti)，盡量(liang)減少回火(huo)(huo)(huo)后(hou)的(de)殘留奧氏(shi)體(ti)量(liang)。有(you)資(zi)料報(bao)道，9Cr18鋼(gang)在(zai)(zai)經1050℃加熱(re)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后(hou)，殘留奧氏(shi)體(ti)可達25%本(ben)右，經－70℃冰冷處理(li)后(hou)，殘留奧氏(shi)體(ti)可減少到10%~15%硬度可提高2~3HRC,還可保證零件(jian)在(zai)(zai)長期使用(yong)過程(cheng)中組織和尺寸(cun)的(de)穩(wen)定性。
回(hui)火后的冷(leng)卻(que)方式可用空冷(leng)。
4Cr13、9Cr18鋼回火溫(wen)度與硬度的關系見圖(tu)4-31和圖(tu)4-32。
4. 熱處理時(shi)應注意的問題
這類鋼屬過共析馬氏(shi)體不銹鋼，含(han)碳、鉻量都較高，尤(you)其9Cr18型鋼碳含(han)量更高。所以，熱(re)(re)處理時(shi)，首先要注意(yi)防止淬火裂紋，采(cai)取控(kong)制(zhi)加熱(re)(re)升溫(wen)速度，控(kong)制(zhi)冷卻出(chu)油溫(wen)度，及(ji)時(shi)回火等措施，可(ke)參見3Cr13不銹鋼熱(re)(re)處理的(de)相關(guan)內容。
另一個需要注意的問題是控(kong)制(zhi)淬(cui)火(huo)殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體(ti)量。適當(dang)選用淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫度，防止因淬(cui)火(huo)加(jia)熱溫度過(guo)高，碳及鉻過(guo)量溶解(jie)，增(zeng)加(jia)奧(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度，從(cong)而增(zeng)加(jia)淬(cui)火(huo)后的殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體(ti)。再就是采用洋火(huo)后經冷處理(li)再回火(huo)的方法，促進已經存(cun)在的殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體(ti)的分解(jie)，也(ye)可達到控(kong)制(zhi)最終組織中殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體(ti)的目(mu)的。
