3Cr13与4Cr13钢：不锈钢的优选材料，热处理与应用实践深度剖析
3Cr13与4Cr13钢：不锈钢的优选材料，热处理与应用实践深度剖析
3Cr13钢和4Cr13钢是两种具有特殊性能的不锈钢材料，它们结合了高硬度和不锈性能，广泛应用于切削刀具、外科手术工具、弹簧和滚珠轴承等领域。本文将详细介绍这两种钢材的热处理工艺、性能特点及其具体应用，为相关领域的技术人员提供参考。
3Cr13钢和4Cr13钢具有接近于工具钢的性能，并在要求高的硬度和不锈性能相结合的场合下使用(切削刀具和外科手术工具、弹簧、滚珠轴承)。由于这些钢具有更高的碳含量，回火时部分碳从固溶体转人碳化物中，从而稍稍降低了制件的耐蚀性。所以这些钢的制件在抛光状态下具有最好的不锈钢性能，在这种情况下并不需要含铬量更高(16~17%)的钢。提高碳含量将促使淬火时获得更高的硬度和更加完全的淬透性。
这两种钢材在加热时的转变温度为：在820℃开始转变(Ac₁),在860~880℃结束(Ac₃)。在冷却时，在670℃开始发生奥氏体分解，在225℃结束。马氏体转变点降低到225℃(与1Cr13钢相比，其Ms等于280℃)。
3Cr13钢和4Cr13钢在空气中冷却就可以使足够大的截面淬火。不推荐1050℃以上的淬火温度，因为随着淬火温度升高，残余奥氏体数量增多。对于4Cr13钢而言，这会出现淬火后硬度降低的现象。
这两种钢材对裂纹非常敏感，所以在热压力加工及热处理加热和冷却时，推荐在不高于500540℃的温度下开始加热，并缓慢加热到790℃。当温度均匀后加热可以进行得快些。最佳淬火温度范围为9801050℃,保温1530分钟，随后在预热过的油或空气中冷却(这时获得的硬度在5356HRC范围内)。
与其它研究者所推荐的1100℃淬火相比，上述热处理规范可以获得更好的效果。在450~550℃回火，可能要稍稍降低一些冲击韧性，因为钢对回火脆性有敏感性。但这种冲击韧性的降低并不大，没有多大的实际意义。回火脆性敏感性的变化与熔炼条件有关。
对2Cr13钢、3Cr13钢和4Cr13钢在抛光状态光洁度方面提出了高的要求，这可以通过特殊的熔炼特别是精炼方法来达到。在这种情况下，极不希望杂质钛、铝和非金属夹杂物存在。
3Cr13钢用于制作在400~500℃下高应力和腐蚀性介质中工作的热裂泵转子、弹簧、螺栓、螺帽和其它零件。4Cr13钢用于制造弹簧、滚珠、切削工具和量具。
3Cr13钢具有比1Cr13钢和2Cr13钢稍微低一些的抗蠕变性和持久强度。
3Cr13钢微观组织结构
4Cr13钢微观组织结构