根據(jù)SUS630不銹鋼在加熱和冷卻時(shí)組織與性能的變化規(guī)律，SUS630不銹鋼的熱處理的基本工藝方法有退火、正火、淬火、回火及表面熱處理等。通過不同的熱處理工藝，可以使SUS630不銹鋼的性能發(fā)生很大地變化。
SUS630不銹鋼的退火與正火
SUS630不銹鋼的退火與正火是在生產(chǎn)上應(yīng)用非常廣泛的預(yù)備熱處理工藝。通過退火與正火工藝處理后，不僅可以消除毛坯零件的內(nèi)應(yīng)力及成分和組織的不均勻性，還能調(diào)整SUS630不銹鋼的力學(xué)性能與工藝性能，為下一道加工工序做好組織、性能準(zhǔn)備。
SUS630不銹鋼的退火
SUS630不銹鋼的退火是將SUS630不銹鋼加熱到臨界溫度以上或以下溫度，經(jīng)保溫后隨爐緩慢冷卻，以獲得近乎平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。退火的目的是降低SUS630不銹鋼的硬度，均勻SUS630不銹鋼的化學(xué)成分及組織，消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，改善SUS630不銹鋼的成形及切削加工性能，并為淬火做好組織準(zhǔn)備。
SUS630不銹鋼的成分和使用目的不同，所用退火工藝也不相同。退火工藝種類很多，常用的退火操作有完全退火、球化退火、再結(jié)晶退火和去應(yīng)力退火等。
（1）完全退火 完全退火是將SUS630不銹鋼加熱到完全奧氏體化后保溫，再進(jìn)行緩慢冷卻，以獲得近乎平衡組織的熱處理工藝。完全退火主要用于中、低碳結(jié)構(gòu)SUS630不銹鋼的鑄、鍛件和熱軋型材。
完全退火的加熱溫度一般為Ac3以上20～30℃；保溫時(shí)間一般為每毫米工件有效厚度兩分鐘。完全退火的冷卻應(yīng)緩慢進(jìn)行，故需要的時(shí)間較長(zhǎng)。為了提高效率，實(shí)際生產(chǎn)中，隨爐冷卻到500～600℃以下即可出爐空冷。
（2）球化退火 球化退火是使SUS630不銹鋼中的碳化物球化，得到粒狀珠光體（鐵素體基體上均勻分布細(xì)小球狀碳化物）的一種熱處理工藝。球化退火主要用于過共析SUS630不銹鋼和合金工具SUS630不銹鋼。
球化退火的加熱溫度一般為Ac1以上20～30℃；保溫時(shí)間不能太長(zhǎng)，一般為2～4小時(shí)；冷卻方式通常采用爐冷，或在Ar1以下20℃左右進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間等溫，然后爐冷到600℃以下出爐空冷。
（3）再結(jié)晶退火 再結(jié)晶退火是把經(jīng)冷變形加工后的SUS630不銹鋼材加熱到再結(jié)晶溫度以上保溫，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻牡容S晶粒而消除加工硬化的熱處理工藝。再結(jié)晶退火主要用于經(jīng)冷變形加工后的低碳SUS630不銹鋼。經(jīng)再結(jié)晶退火后，消除了加工硬化，SUS630不銹鋼的性能恢復(fù)到冷變形加工前的狀態(tài)。
再結(jié)晶退火的加熱溫度一般為650～700℃；保溫時(shí)間為1～3小時(shí)；冷卻方式通常為空冷。SUS630不銹鋼的冷變形量越大，再結(jié)晶溫度越低，再結(jié)晶退火溫度也越低。還需注意的是：不同的SUS630不銹鋼都有一個(gè)臨界變形度，在臨界變形度下變形的SUS630不銹鋼，再結(jié)晶退火時(shí)會(huì)導(dǎo)致組織晶粒異常長(zhǎng)大。一般SUS630不銹鋼的臨界變形度為6～10%。
（4）去應(yīng)力退火 去應(yīng)力退火是為了去除由于塑性變形加工、鑄造、焊接及切削加工過程中引起的殘余內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的退火工藝。
去應(yīng)力退火的加熱溫度一般為500～650℃；保溫時(shí)間一般為每毫米工件有效厚度三分鐘；冷卻方式通常為隨爐冷卻；為了提高工效，也可隨爐冷卻到200℃出爐空冷。
SUS630不銹鋼的正火
SUS630不銹鋼的正火是將SUS630不銹鋼加熱到Ac3或Accm以上30～50℃，使SUS630不銹鋼完全奧氏體化，經(jīng)保溫后從爐中取出，在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的目的與退火基本相似，但正火冷卻速度比退火快，得到的組織較退火的細(xì)小，強(qiáng)度和硬度稍高，而塑性和韌性稍低。正火還可以消除過共析SUS630不銹鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做好組織準(zhǔn)備。
低碳SUS630不銹鋼工件經(jīng)正火后比退火具有更好的切削加工性能；而對(duì)于高碳SUS630不銹鋼和中碳合金SUS630不銹鋼工件，因正火后硬度偏高，切削加工性能不如退火，故宜采用退火工藝為佳。正火難以消除內(nèi)應(yīng)力，為防止工件的變形和開裂，對(duì)形狀復(fù)雜的和大型工件，較多采用退火工藝。
正火比退火生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，節(jié)約能源，操作簡(jiǎn)便，降低生產(chǎn)成本。在可能條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用正火工藝作為預(yù)備熱處理工序。
退火和正火除了作為預(yù)備熱處理工序外，對(duì)于普通的鑄件、焊接件及不重要的工件，也可作為最終熱處理工序。
SUS630不銹鋼的淬火與回火
SUS630不銹鋼的淬火與回火是熱處理工藝中最重要、用途最廣的工序，一般作為工件的最終熱處理賦予工件最終的性能，是強(qiáng)化SUS630不銹鋼材的重要手段之一。
3.3.2.1 SUS630不銹鋼的淬火
SUS630不銹鋼的淬火是將SUS630不銹鋼加熱到臨界溫度以上某一溫度，經(jīng)保溫后，以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻，得到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝。淬火的目的是使SUS630不銹鋼強(qiáng)化，提高SUS630不銹鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性；對(duì)于獲得馬氏體組織的淬火，配合不同的溫度回火，可獲得各種需要的性能。
由于不同成分SUS630不銹鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性不同，淬火后獲得馬氏體的能力差異較大；淬火時(shí)工件截面各處冷卻速度不同；在冷卻過程中還會(huì)引起淬火應(yīng)力，所以要對(duì)淬火影響因素有足夠地重視。
（1）淬火加熱溫度 淬火加熱溫度的選擇主要依據(jù)SUS630不銹鋼的成分確定：亞共析SUS630不銹鋼通常加熱到Ac3以上30～50℃；共析SUS630不銹鋼和共析SUS630不銹鋼過通常加熱到Ac1以上30～50℃。
（2）淬火保溫時(shí)間 淬火保溫時(shí)間與SUS630不銹鋼的成分、爐溫、工件的大小和形狀、裝爐方式和裝爐量等因素有關(guān)。淬火保溫時(shí)間一般為每毫米工件有效厚度1～4分鐘。
（3）淬火冷卻介質(zhì) 淬火冷卻介質(zhì)又稱為淬火介質(zhì)。淬火介質(zhì)冷卻能力越強(qiáng)，SUS630不銹鋼的冷卻速度越快，則工件容易淬硬，淬硬層深度越深，也會(huì)使工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力越大，易引起工件發(fā)生變形和開裂。為保證淬火質(zhì)量，應(yīng)選擇合適的淬火介質(zhì)。
理想的淬火介質(zhì)的冷卻能力應(yīng)該是：在奧氏體最不穩(wěn)定的650～400℃間能快速冷卻；在400℃以下應(yīng)當(dāng)緩慢冷卻以減小淬火應(yīng)力，從而保證在獲得馬氏體組織的條件下減小淬火應(yīng)力，避免工件發(fā)生變形和開裂。
常用的淬火介質(zhì)有水、鹽水或堿水溶液及各種礦物質(zhì)油等。尺寸不大、形狀簡(jiǎn)單的碳素SUS630不銹鋼工件的淬火，大多采用水；鹽水和堿水溶液的冷卻能力極強(qiáng)，適合低碳SUS630不銹鋼的淬火；合金SUS630不銹鋼工件淬火時(shí)，一般選擇冷卻能力較低的油作為淬火介質(zhì)。
水、鹽水或堿水溶液及各種礦物質(zhì)油等淬火介質(zhì)各有優(yōu)缺點(diǎn)，均不是理想的淬火介質(zhì)，而介于水和油之間的冷卻能力的是比較理想的淬火介質(zhì)。目前各國都在發(fā)展有機(jī)水溶液作為淬火介質(zhì)，如聚乙烯醇、聚二醇等水溶液。
（4）淬火方法 工件淬火時(shí)除了要保證淬硬外，還要盡量減小變形和避免開裂，應(yīng)選擇合適的淬火方法。
a．單液淬火 將SUS630不銹鋼奧氏體化后，在一種淬火介質(zhì)中冷卻到室溫的淬火方法稱為單液淬火。
單液淬火操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，應(yīng)用廣泛。但由于單獨(dú)用一種淬火介質(zhì)，如果淬火介質(zhì)冷卻特性不夠理想，容易產(chǎn)生硬度不足或變形、開裂等缺陷。一般碳SUS630不銹鋼采用水冷，合金SUS630不銹鋼采用油冷。
b．雙液淬火 將SUS630不銹鋼奧氏體化后，先在冷卻能力強(qiáng)的淬火介質(zhì)中冷卻，待工件冷到400～300℃左右，將工件轉(zhuǎn)入冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)中冷卻，直到完成馬氏體轉(zhuǎn)變的淬火方法稱為雙液淬火。
雙液淬火既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以減小淬火應(yīng)力，防止工件開裂和減小變形。尺寸較大或形狀復(fù)雜的碳素SUS630不銹鋼工件適合采用雙液淬火。雙液淬火操作要求較高，需經(jīng)驗(yàn)豐富的人員來操作。
c．分級(jí)淬火 將SUS630不銹鋼奧氏體化后，先放入略高于（或略低于）SUS630不銹鋼的Ms溫度的鹽浴或堿浴爐內(nèi)保溫，當(dāng)工件內(nèi)外溫度均勻后，再從浴爐中取出工件，空冷至室溫，完成馬氏體轉(zhuǎn)變的淬火方法稱為分級(jí)淬火。
分級(jí)淬火大大降低了淬火應(yīng)力，工件變形輕微，還克服了雙液淬火時(shí)難以控制的缺點(diǎn)。但分級(jí)淬火時(shí)鹽浴或堿浴的冷卻能力不大，只適合形狀復(fù)雜、尺寸較小的碳SUS630不銹鋼工件或淬透性好的合金SUS630不銹鋼工件。
d．等溫淬火 將SUS630不銹鋼奧氏體化后，放入高于SUS630不銹鋼的Ms溫度的鹽浴或堿浴爐內(nèi)等溫保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w組織，然后取出工件，在空氣中冷卻到室溫的淬火方法稱為等溫淬火。
等溫淬火得到的下貝氏體組織具有較高的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)塑性和韌性也較好，并可顯著減小淬火應(yīng)力和淬火變形，并能基本避免工件淬火裂紋，適宜處理形狀復(fù)雜、尺寸要求精密的小件工具和重要的機(jī)器零件。
（5）淬火操作要領(lǐng) 淬火操作時(shí)，還要注意工件浸入淬火介質(zhì)的方式。合理的淬火操作方式，對(duì)減小工件變形和避免工件開裂有著重要的影響。淬火操作要領(lǐng)是：盡量保證淬火冷卻時(shí)工件各部分冷卻速度的均勻性。
a．細(xì)長(zhǎng)的工件，如鉆頭、軸等，應(yīng)垂直浸入淬火介質(zhì)中。
b．厚薄不均的工件，厚的部分應(yīng)先浸入淬火介質(zhì)中。
c．薄壁環(huán)狀工件，如圓筒、套圈等，應(yīng)軸向垂直浸入淬火介質(zhì)中。
d．薄而平的工件，如圓盤銑刀，應(yīng)立著放入淬火介質(zhì)中。
e．帶有盲孔或中空型腔的工件，應(yīng)使孔口或腔口向上浸入淬火介質(zhì)中。
f．截面不均勻的工件，應(yīng)斜著浸入淬火介質(zhì)中。
SUS630不銹鋼的回火
SUS630不銹鋼的回火是將淬火后的SUS630不銹鋼，再加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后冷卻到室溫，以獲得預(yù)期性能的熱處理工藝。
淬火SUS630不銹鋼回火的目的是：減少或消除淬火應(yīng)力，防止工件的變形與開裂；調(diào)整工件的力學(xué)性能，滿足工件的使用性能要求；穩(wěn)定工件的組織，保證工件的形狀和尺寸的穩(wěn)定。