สเตนเลสแต่ละประเภทมีวิธีการอบชุบด้วยความร้อนที่แตกต่างกัน

1. การอบชุบด้วยความร้อนของสเตนเลสเฟอร์ริติก: โดยทั่วไปสเตนเลสเฟอร์ริติกจะมีโครงสร้างเฟอร์ไรต์เดี่ยวที่เสถียร เมื่อถูกความร้อนหรือเย็นลง จะไม่มีการเปลี่ยนสถานะ ดังนั้นคุณสมบัติเชิงกลจึงไม่สามารถปรับได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อลดความเปราะและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนระหว่างเม็ดเกรน
①σ ความเปราะบางของเฟส: สเตนเลสเฟอร์ริติกสามารถเกิดเฟส σ ได้ง่ายมาก ซึ่งเป็นสารประกอบโลหะที่อุดมด้วยโครเมียม เฟส σ มีความแข็งและเปราะ ก่อตัวได้ง่ายระหว่างเกรน ทำให้เหล็กเปราะและเพิ่มความไวต่อการกัดกร่อนระหว่างเกรน การเกิดเฟส σ เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบ นอกจากนี้ โครเมียม ซิลิกอน แมงกานีส โมลิบดีนัม และอื่นๆ ล้วนส่งเสริมการเกิดเฟส σ เกี่ยวข้องกับกระบวนการแปรรูป โดยเฉพาะอย่างยิ่งการให้ความร้อนและรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง 540-815 องศาเซลเซียส ซึ่งยิ่งส่งเสริมการเกิดเฟส σ อย่างไรก็ตาม การเกิดเฟส σ สามารถย้อนกลับได้ การให้ความร้อนซ้ำที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเกิดเฟส σ จะละลายกลับในสารละลายของแข็ง
②ความเปราะที่ 475℃: เมื่อสเตนเลสเฟอร์ริติกถูกให้ความร้อนเป็นเวลานานในช่วง 400~500℃ จะมีลักษณะความแข็งแรงเพิ่มขึ้นและความเหนียวลดลง นั่นคือความเปราะที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเห็นได้ชัดที่สุดที่อุณหภูมิ 475℃ ซึ่งเรียกว่าความเปราะที่ 475℃ เนื่องจากที่อุณหภูมินี้ อะตอมโครเมียมในเฟอร์ไรต์จะเรียงตัวใหม่จนเกิดพื้นที่ที่มีโครเมียมสูงขนาดเล็ก ซึ่งสอดคล้องกับเฟสหลัก ทำให้เกิดการบิดตัวของโครงตาข่าย ก่อให้เกิดความเค้นภายใน เพิ่มความแข็งของเหล็ก และเพิ่มความเปราะ ในขณะเดียวกันกับที่พื้นที่ที่มีโครเมียมสูงเกิดขึ้น จะต้องมีพื้นที่ที่มีโครเมียมต่ำ ซึ่งส่งผลเสียต่อความต้านทานการกัดกร่อน เมื่อเหล็กถูกให้ความร้อนซ้ำที่อุณหภูมิสูงกว่า 700℃ ความบิดตัวและความเครียดภายในจะถูกกำจัด และความเปราะที่ 475℃ จะหายไป
③ความเปราะที่อุณหภูมิสูง: เมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 925℃ และเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว โครเมียม คาร์บอน และไนโตรเจน ฯลฯ จะเกิดสารประกอบที่ตกตะกอนในเกรนและขอบเกรน ทำให้เกิดความเปราะมากขึ้นและเกิดการกัดกร่อนระหว่างเกรน สารประกอบนี้สามารถกำจัดได้โดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 750~850℃ แล้วจึงเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว
กระบวนการอบชุบด้วยความร้อน:
① การอบอ่อน: เพื่อขจัดปัญหาเฟส σ ความเปราะบางที่ 475℃ และความเปราะบางที่อุณหภูมิสูง สามารถใช้การอบอ่อนได้ โดยให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 780~830℃ เพื่อรักษาความอบอุ่น แล้วจึงระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเตาเผา สำหรับสเตนเลสเฟอร์ริติกบริสุทธิ์พิเศษ (ที่มี C≤0.01% ควบคุม Si, Mn, S, P อย่างเคร่งครัด) สามารถเพิ่มอุณหภูมิการอบอ่อนได้
② การบรรเทาความเครียด: หลังจากการเชื่อมและการแปรรูปเย็น ชิ้นส่วนอาจเกิดความเครียด หากการอบอ่อนไม่เหมาะสมกับสถานการณ์เฉพาะ สามารถใช้ความร้อน การทำให้อบอุ่น และการทำให้เย็นด้วยลมที่อุณหภูมิ 230-370°C เพื่อบรรเทาความเครียดภายในบางส่วนและปรับปรุงความยืดหยุ่น

2. การอบชุบสเตนเลสออสเทนนิติกด้วยความร้อน: ผลของธาตุผสม เช่น โครเมียมและนิกเกิลในสเตนเลสออสเทนนิติกทำให้จุด Ms ลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง (-30 ถึง -70°C) เพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างออสเทนนิติก จึงไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสเหนืออุณหภูมิห้องระหว่างการทำความร้อนและทำความเย็น ดังนั้น วัตถุประสงค์หลักของการอบชุบสเตนเลสออสเทนนิติกด้วยความร้อนจึงไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกล แต่เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

ก. การบำบัดด้วยสารละลายสเตนเลสออสเทนนิติก
การทำงาน:
① การตกตะกอนและการละลายของโลหะผสมคาร์ไบด์ในเหล็กกล้า: C ในเหล็กกล้าเป็นหนึ่งในธาตุผสม นอกจากจะมีบทบาทในการเสริมความแข็งแรงแล้ว ยังไม่เอื้อต่อความต้านทานการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อ C ก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ร่วมกับ Cr ผลกระทบจะยิ่งรุนแรงขึ้น จึงควรพยายามลดปริมาณ C ลง ด้วยเหตุนี้ ตามคุณสมบัติของ C ในออสเทนไนต์ที่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ กล่าวคือ ความสามารถในการละลายจะสูงที่อุณหภูมิสูงและต่ำ จากข้อมูลพบว่า C ในออสเทนไนต์มีความสามารถในการละลาย 0.34% ที่อุณหภูมิ 1200°C, 0.18% ที่ 1000°C และ 0.02% ที่ 600°C และยิ่งน้อยกว่านั้นที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้น เหล็กจึงถูกให้ความร้อนสูงเพื่อละลายสารประกอบ C-Cr ให้หมด จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อไม่ให้มีเวลาตกตะกอน เพื่อให้แน่ใจว่าเหล็กมีความทนทานต่อการกัดกร่อน โดยเฉพาะความทนทานต่อการกัดกร่อนระหว่างเม็ดเกรน
เฟส ②σ: หากเหล็กกล้าออสเทนนิติกถูกให้ความร้อนเป็นเวลานานในช่วง 500-900℃ หรือมีการเติมธาตุต่างๆ เช่น ไททาเนียม ไนไตรต์ และโมลิบดีนัม ลงในเหล็กกล้า จะเกิดการตกตะกอนของเฟส σ ทำให้เหล็กกล้าเปราะมากขึ้นและลดความต้านทานการกัดกร่อน วิธีการกำจัดเฟส σ คือการละลายที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการตกตะกอนที่เป็นไปได้ แล้วจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันการตกตะกอนซ้ำ
กระบวนการ:
ในมาตรฐาน GB1200 ช่วงอุณหภูมิที่แนะนำสำหรับให้ความร้อนค่อนข้างกว้าง คือ 1000-1150℃ โดยทั่วไปคือ 1020-1080℃ เมื่อพิจารณาถึงองค์ประกอบเฉพาะของเกรด ไม่ว่าจะเป็นการหล่อหรือการตีขึ้นรูป ฯลฯ ควรปรับอุณหภูมิให้เหมาะสมภายในช่วงที่อนุญาต หากอุณหภูมิต่ำเกินไป คาร์ไบด์ C-Cr จะไม่สามารถละลายได้อย่างสมบูรณ์ หากอุณหภูมิสูงเกินไป จะเกิดปัญหากับการเจริญเติบโตของเมล็ดและความต้านทานการกัดกร่อนที่ลดลง
วิธีการทำความเย็น: ควรทำความเย็นด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้คาร์ไบด์ตกตะกอนซ้ำ ตามมาตรฐานของประเทศเราและบางประเทศ ระบุว่า "ทำความเย็นอย่างรวดเร็ว" หลังจากการบำบัดด้วยสารละลาย เมื่อนำเอกสารอ้างอิงและประสบการณ์จริงที่หลากหลายมารวมกัน จะสามารถเข้าใจระดับของ "การทำความเย็นอย่างรวดเร็ว" ได้ดังนี้:
ปริมาณ C ≥ 0.08%; ปริมาณ Cr > 22%, ปริมาณ Ni ค่อนข้างสูง; ปริมาณ C < 0.08% แต่ขนาดที่มีประสิทธิภาพ > 3 มม. ควรระบายความร้อนด้วยน้ำ
ปริมาณ C น้อยกว่า 0.08%, ขนาด < 3 มม., ระบายความร้อนด้วยอากาศได้
ขนาดที่มีประสิทธิภาพ ≤ 0.5 มม. สามารถระบายความร้อนด้วยอากาศได้

B. การอบชุบด้วยความร้อนเพื่อรักษาเสถียรภาพของสเตนเลสออสเทนนิติก
การอบชุบด้วยความร้อนเพื่อทำให้คงตัวจะจำกัดอยู่เฉพาะสเตนเลสออสเทนนิติกที่มีองค์ประกอบที่ทำให้คงตัวอย่าง Ti หรือ Nb เช่น 1Cr18Ni9Ti, 0Cr18Ni11Nb เป็นต้น
การทำงาน:
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว Cr จะรวมตัวกับ C เพื่อสร้างสารประกอบประเภท Cr23C6 และตกตะกอนที่ขอบเกรน ซึ่งเป็นสาเหตุของความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสออสเทนนิติกที่ลดลง Cr เป็นธาตุที่มีความแข็งแรงในการขึ้นรูปคาร์ไบด์ ตราบใดที่มีโอกาส มันจะรวมตัวกับ C และตกตะกอน ดังนั้น จึงมีการเติมธาตุ Ti และ Nb ที่มีความสัมพันธ์กันสูงกว่า Cr และ C ลงในเหล็กกล้า และสร้างเงื่อนไขให้ C รวมตัวกับ Ti และ Nb เป็นพิเศษ ซึ่งจะลดโอกาสที่ C จะรวมตัวกับ Cr ทำให้ Cr ถูกคงสภาพอย่างเสถียรในออสเทนไนต์ จึงรับประกันความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้า การอบชุบด้วยความร้อนเพื่อคงสภาพมีบทบาทในการรวม Ti, Nb เข้ากับ C และทำให้ Cr เสถียรในออสเทนไนต์
กระบวนการ:
อุณหภูมิการให้ความร้อน: อุณหภูมินี้ควรสูงกว่าอุณหภูมิการละลายของ Cr23C6 (400-825℃) ต่ำกว่าหรือสูงกว่าอุณหภูมิการละลายเริ่มต้นของ TiC หรือ NbC เล็กน้อย (เช่น ช่วงอุณหภูมิการละลายของ TiC คือ 750-1120℃) และโดยทั่วไปจะเลือกอุณหภูมิการให้ความร้อนเพื่อคงสภาพที่ 850-930℃ ซึ่งจะทำให้ Cr23C6 ละลายหมด ทำให้ Ti หรือ Nb รวมเข้ากับ C ในขณะที่ Cr จะยังคงอยู่ในออสเทไนต์
วิธีการระบายความร้อน: โดยทั่วไปจะใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศ และอาจใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำหรือระบบหล่อเย็นด้วยเตาเผาก็ได้ ซึ่งควรพิจารณาตามสภาพเฉพาะของชิ้นส่วน อัตราการระบายความร้อนไม่มีผลต่อเสถียรภาพอย่างมีนัยสำคัญ จากผลการวิจัยเชิงทดลองของเรา เมื่อระบายความร้อนที่อุณหภูมิ 900 ถึง 200 องศาเซลเซียส อัตราการระบายความร้อนจะอยู่ที่ 0.9 องศาเซลเซียสต่อนาที และ 15.6 องศาเซลเซียสต่อนาที เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โครงสร้างทางโลหะวิทยา ความแข็ง และความต้านทานการกัดกร่อนระหว่างเกรนจะเหมือนกัน

C. การบำบัดความเครียดของสเตนเลสออสเทนนิติก
วัตถุประสงค์: ชิ้นส่วนที่ทำจากสเตนเลสออสเทนนิติกย่อมมีความเค้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เช่น ความเค้นในกระบวนการแปรรูปและความเค้นในการเชื่อมระหว่างการขึ้นรูปเย็น การเกิดความเค้นเหล่านี้จะส่งผลเสีย เช่น ผลกระทบต่อเสถียรภาพเชิงมิติ การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นจะเกิดขึ้นเมื่อนำชิ้นส่วนที่มีเค้นไปใช้ในวัสดุที่มี Cl, H2S, NaOH และสารอื่นๆ ซึ่งเป็นความเสียหายฉับพลันที่เกิดขึ้นเฉพาะที่โดยไม่มีสารตั้งต้นและเป็นอันตรายอย่างมาก ดังนั้น ชิ้นส่วนสเตนเลสออสเทนนิติกที่ใช้ในสภาวะการทำงานบางประเภทจึงควรลดความเค้นให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งสามารถทำได้โดยวิธีการบรรเทาความเค้น
กระบวนการ: เมื่อเงื่อนไขเอื้ออำนวย การบำบัดด้วยสารละลายและการทำให้เสถียรสามารถขจัดความเค้นได้ดีขึ้น (การระบายความร้อนด้วยน้ำด้วยสารละลายของแข็งจะทำให้เกิดความเค้นในระดับหนึ่งเช่นกัน) แต่บางครั้งวิธีการนี้อาจไม่สามารถทำได้ เช่น ท่อในวงจร ชิ้นงานที่สมบูรณ์ไม่มีขอบ และชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนเป็นพิเศษซึ่งเสียรูปได้ง่าย ในขั้นตอนนี้ สามารถใช้วิธีการคลายความเค้นโดยการให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 450°C เพื่อขจัดความเค้นบางส่วนได้ หากชิ้นงานถูกใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนที่มีความเค้นสูง และจำเป็นต้องขจัดความเค้นออกไปให้หมด ควรพิจารณาเลือกใช้วัสดุ เช่น เหล็กกล้าที่มีองค์ประกอบคงตัว หรือเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษ

D. การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมแบบมาร์เทนซิติก
คุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของสเตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกเมื่อเทียบกับสเตนเลสสตีลเฟอร์ริติก สเตนเลสสตีลออสเทนนิติก และสเตนเลสสตีลดูเพล็กซ์ คือ สมบัติเชิงกลที่สามารถปรับได้อย่างหลากหลายผ่านวิธีการอบชุบด้วยความร้อน เพื่อให้ตรงกับความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ วิธีการอบชุบด้วยความร้อนที่แตกต่างกันยังส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนที่แตกต่างกันอีกด้วย
① สถานะองค์กรของสแตนเลสมาร์เทนซิติกหลังการดับ
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี
0Cr13, 1Cr13, 1Cr17Ni2 เป็นมาร์เทนไซต์ + เฟอร์ไรต์ปริมาณเล็กน้อย
2Cr13, 3Cr13, 2Cr17Ni2 เป็นโครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์โดยพื้นฐาน
4Cr13 และ 9Cr18 เป็นคาร์ไบด์อัลลอยด์บนเมทริกซ์มาร์เทนซิติก
0Cr13Ni4Mo และ 0Cr13Ni6Mo เป็นออสเทไนต์ที่เหลืออยู่บนเมทริกซ์มาร์เทนซิติก
② ความต้านทานการกัดกร่อนและการอบชุบด้วยความร้อนของสแตนเลสมาร์เทนซิติก
การอบชุบสเตนเลสแบบมาร์เทนไซต์ไม่เพียงแต่เปลี่ยนคุณสมบัติเชิงกลเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนที่แตกต่างกันอีกด้วย ยกตัวอย่างเช่น การอบคืนตัวหลังการชุบแข็ง: หลังจากชุบแข็งเป็นมาร์เทนไซต์แล้ว จะใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลาง 400-550°C จะให้ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่า การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง 600-750°C จะให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้น
③ กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนและฟังก์ชันของสแตนเลสมาร์เทนซิติก
การอบอ่อน: สามารถใช้วิธีการอบอ่อนที่แตกต่างกันได้ตามวัตถุประสงค์และหน้าที่ที่ต้องการ: เพื่อลดความแข็ง อำนวยความสะดวกในการแปรรูป และขจัดความเครียด สามารถใช้การอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำ (บางวิธีเรียกว่าการอบอ่อนไม่สมบูรณ์) ได้ อุณหภูมิในการอบสามารถเลือกได้ตั้งแต่ 740~780°C และรับประกันความแข็งที่ 180~230HB โดยการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเตาเผา
การปรับปรุงโครงสร้างการตีขึ้นรูปหรือการหล่อ การลดความแข็ง และประสิทธิภาพการใช้งานโดยตรงต่ำ สามารถทำได้โดยการอบอ่อนอย่างสมบูรณ์ โดยทั่วไปให้ความร้อนที่ 870-900 องศาเซลเซียส ระบายความร้อนด้วยเตาเผาหลังจากหุ้มฉนวน หรือระบายความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 600 องศาเซลเซียส ที่อัตรา ≤40 องศาเซลเซียส/ชั่วโมง ความแข็งสามารถสูงถึง 150-180HB

การอบอ่อนแบบไอโซเทอร์มอลสามารถใช้แทนการอบอ่อนแบบเต็มรูปแบบได้ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการอบอ่อนแบบเต็มรูปแบบ อุณหภูมิในการอบอยู่ที่ 870-900 องศาเซลเซียส และเตาเผาจะถูกทำให้เย็นลงถึง 700-740 องศาเซลเซียสหลังจากการให้ความร้อนและการเก็บรักษาความร้อน (ดูกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลง) และรักษาอุณหภูมิไว้เป็นเวลานาน (ดูกราฟแสดงการเปลี่ยนแปลง) จากนั้นเตาเผาจะถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่า 550 องศาเซลเซียส และนำออกจากเตา ความแข็งสามารถสูงถึง 150-180HB การอบอ่อนแบบไอโซเทอร์มอลนี้ยังเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงโครงสร้างที่ไม่ดีหลังจากการตีขึ้นรูป และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลหลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเหนียวต่อแรงกระแทก
การชุบแข็ง: วัตถุประสงค์หลักของการชุบแข็งสเตนเลสแบบมาร์เทนไซต์คือการเสริมความแข็งแรง ให้ความร้อนเหล็กจนสูงกว่าอุณหภูมิจุดวิกฤต รักษาอุณหภูมิให้ร้อน เพื่อให้คาร์ไบด์ละลายเข้ากับออสเทไนต์อย่างสมบูรณ์ จากนั้นจึงทำให้เย็นลงด้วยอัตราการเย็นที่เหมาะสมเพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่ชุบแข็งแล้ว
การเลือกอุณหภูมิความร้อน: หลักการพื้นฐานคือการสร้างออสเทนไนต์ให้เกิดขึ้น และเพื่อให้โลหะผสมคาร์ไบด์ละลายเข้ากับออสเทนไนต์จนเป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังไม่สามารถทำให้เกรนออสเทนไนต์หยาบหรือมีเฟอร์ไรต์หรือออสเทนไนต์ตกค้างอยู่ในโครงสร้างหลังจากการชุบแข็งได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องให้อุณหภูมิความร้อนในการชุบแข็งไม่ต่ำหรือสูงเกินไป อุณหภูมิความร้อนในการชุบแข็งของสเตนเลสแบบมาร์เทนซิติกจะแตกต่างกันเล็กน้อยตามวัสดุแต่ละชนิด และช่วงอุณหภูมิที่แนะนำก็กว้าง จากประสบการณ์ของเรา โดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิความร้อนที่ 980-1020 องศาเซลเซียสก็เพียงพอแล้ว แน่นอนว่าสำหรับเหล็กเกรดพิเศษ การควบคุมส่วนประกอบพิเศษ หรือข้อกำหนดพิเศษ ควรลดหรือเพิ่มอุณหภูมิความร้อนให้เหมาะสม แต่ไม่ควรละเมิดหลักการให้ความร้อน
วิธีการหล่อเย็น: เนื่องจากคุณสมบัติองค์ประกอบของสเตนเลสสตีลแบบมาร์เทนไซต์ ออสเทไนต์จึงค่อนข้างเสถียร เส้นโค้ง C เลื่อนไปทางขวา และอัตราการหล่อเย็นวิกฤตค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงสามารถใช้การหล่อเย็นด้วยน้ำมันและการหล่อเย็นด้วยอากาศเพื่อให้ได้ผลการชุบแข็งมาร์เทนไซต์ อย่างไรก็ตาม สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความลึกในการชุบแข็งสูง ควรใช้คุณสมบัติเชิงกล โดยเฉพาะความเหนียวสูงในการรับแรงกระแทก
การอบคืนตัว: หลังจากการชุบแข็ง เหล็กกล้าไร้สนิมแบบมาร์เทนซิติกจะมีโครงสร้างแบบมาร์เทนซิติก ซึ่งมีความแข็งสูง ความเปราะสูง และความเค้นภายในสูง จึงจำเป็นต้องอบคืนตัว เหล็กกล้าไร้สนิมแบบมาร์เทนซิติกโดยทั่วไปจะใช้ที่อุณหภูมิการอบคืนตัวสองระดับ:
อบคืนตัวที่อุณหภูมิ 180-320℃ ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่อบคืนตัวแล้ว จึงมีความแข็งและความแข็งแรงสูง แต่มีความเหนียวและความยืดหยุ่นต่ำ ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี ยกตัวอย่างเช่น การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำสามารถใช้กับเครื่องมือ ตลับลูกปืน ชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอ และอื่นๆ
ผ่านการอบคืนตัวที่อุณหภูมิ 600-750°C เพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่ผ่านการอบคืนตัว มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีครอบคลุม เช่น ความแข็งแรง ความแข็ง ความเหนียว และความเหนียวในระดับหนึ่ง สามารถอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำสุดหรือสูงสุดได้ตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรง ความเหนียว และความเหนียวที่แตกต่างกัน โครงสร้างนี้ยังทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีอีกด้วย
โดยทั่วไปจะไม่ใช้การอบคืนตัวที่อุณหภูมิ 400-600℃ เนื่องจากการอบคืนตัวที่อุณหภูมินี้จะทำให้คาร์ไบด์ที่กระจายตัวสูงจากมาร์เทนไซต์ตกตะกอน ทำให้เกิดความเปราะจากการอบคืนตัว และลดความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม สปริง เช่น สปริงเหล็ก 3Cr13 และ 4Cr13 สามารถอบคืนตัวที่อุณหภูมินี้ได้ และเหล็กแผ่นรีดร้อน (HRC) สามารถอบคืนตัวได้ที่อุณหภูมิ 40-45°C ซึ่งมีความยืดหยุ่นที่ดี
โดยทั่วไปวิธีการระบายความร้อนหลังการอบชุบจะใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศ แต่สำหรับเหล็กเกรดที่มีแนวโน้มเปราะจากการอบชุบ เช่น 1Cr17Ni2, 2Cr13, 0Cr13Ni4Mo เป็นต้น ควรใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำมันหลังการอบชุบ นอกจากนี้ ควรอบชุบหลังจากอบชุบแล้วไม่เกิน 24 ชั่วโมงในฤดูร้อน และไม่เกิน 8 ชั่วโมงในฤดูหนาว หากไม่สามารถอบชุบได้ทันเวลาตามอุณหภูมิของกระบวนการ ควรดำเนินมาตรการป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวจากไฟฟ้าสถิต

E. การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์เฟอร์ไรต์-ออสเทไนต์
สเตนเลสดูเพล็กซ์เป็นสมาชิกใหม่ของครอบครัวสเตนเลสสตีลและได้รับการพัฒนาในภายหลัง แต่คุณลักษณะของสเตนเลสสตีลดูเพล็กซ์เป็นที่ยอมรับและให้ความสำคัญอย่างกว้างขวาง คุณสมบัติขององค์ประกอบ (โครเมียมสูง นิกเกิล โมลิบดีนัม และไนโตรเจนต่ำ) และลักษณะโครงสร้างทำให้สเตนเลสดูเพล็กซ์มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูงกว่าสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกและสเตนเลสสตีลเฟอร์ริติก เทียบเท่ากับความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีลออสเทนนิติก ทนทานต่อการกัดกร่อนแบบหลุม การกัดกร่อนแบบรอยแยก และความเสียหายจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้ดีกว่าสเตนเลสสตีลใดๆ ในน้ำทะเล
การทำงาน:
① กำจัดออสเทไนต์ทุติยภูมิ: ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง (เช่น การหล่อหรือการตีขึ้นรูป) ปริมาณเฟอร์ไรต์จะเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 1,300 องศาเซลเซียส เฟอร์ไรต์สามารถเกิดเป็นเฟอร์ไรต์เฟสเดียวได้ เฟอร์ไรต์อุณหภูมิสูงนี้ไม่เสถียร เมื่อบ่มที่อุณหภูมิต่ำกว่าในอนาคต ออสเทไนต์จะตกตะกอน ออสเทไนต์นี้เรียกว่าออสเทไนต์ทุติยภูมิ ปริมาณโครเมียมและไนโตรเจนในออสเทไนต์นี้น้อยกว่าออสเทไนต์ทั่วไป จึงอาจกลายเป็นแหล่งกัดกร่อนได้ จึงควรกำจัดออกด้วยการอบด้วยความร้อน
② กำจัดคาร์ไบด์ชนิด Cr23C6: เหล็กสองเฟสจะตกตะกอน Cr23C6 ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 950℃ ซึ่งจะเพิ่มความเปราะและลดความต้านทานการกัดกร่อน และควรจะกำจัดออก
③ กำจัดไนไตรด์ Cr2N และ CrN: เนื่องจากมีธาตุ N อยู่ในเหล็ก จึงสามารถสร้างไนไตรด์ร่วมกับ Cr ได้ ซึ่งส่งผลต่อความต้านทานทางกลและการกัดกร่อน และควรกำจัดทิ้ง
④ กำจัดเฟสอินเตอร์เมทัลลิก: ลักษณะองค์ประกอบของเหล็กดูเพล็กซ์จะส่งเสริมการก่อตัวของเฟสอินเตอร์เมทัลลิกบางชนิด เช่น เฟส σ และเฟส γ ซึ่งจะลดความต้านทานการกัดกร่อนและเพิ่มความเปราะ และควรจะถูกกำจัด
กระบวนการ: คล้ายกับเหล็กออสเทนนิติก โดยใช้การบำบัดด้วยสารละลาย อุณหภูมิความร้อน 980~1100℃ จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปจะเย็นลงด้วยน้ำ

F. การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมแบบตกตะกอน
สเตนเลสสตีลชุบแข็งแบบตกตะกอน (Precipitation Hardening) ได้รับการพัฒนาค่อนข้างช้า เป็นสเตนเลสสตีลชนิดหนึ่งที่ได้รับการทดสอบ สรุป และคิดค้นขึ้นในทางปฏิบัติของมนุษย์ ในบรรดาสเตนเลสสตีลที่ปรากฏขึ้นก่อนหน้านี้ สเตนเลสสตีลเฟอร์ริติกและสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี แต่คุณสมบัติเชิงกลไม่สามารถปรับด้วยวิธีการอบชุบด้วยความร้อนได้ จึงจำกัดบทบาท สเตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกสามารถใช้วิธีการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อปรับคุณสมบัติเชิงกลให้อยู่ในช่วงที่กว้างขึ้นได้ แต่ความต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีลชนิดนี้ค่อนข้างต่ำ
คุณสมบัติ:

มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า (โดยทั่วไป ≤0.09%) มีปริมาณโครเมียมสูงกว่า (โดยทั่วไป ≥14%) ประกอบกับโมลิบดีนัม ทองแดง และธาตุอื่นๆ ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า แม้จะเทียบได้กับสเตนเลสออสเทนนิติกก็ตาม ผ่านการอบชุบด้วยสารละลายและการบ่ม ทำให้ได้โครงสร้างที่มีเฟสการชุบแข็งแบบตกตะกอนตกตะกอนบนเมทริกซ์มาร์เทนซิติก จึงมีความแข็งแรงสูงขึ้น และสามารถปรับความแข็งแรง ความเหนียว และความยืดหยุ่นให้อยู่ในช่วงที่กำหนดได้ตามอุณหภูมิที่ใช้ในการบ่ม นอกจากนี้ วิธีการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารละลายของแข็งก่อน แล้วจึงทำการเสริมความแข็งแรงแบบตกตะกอน สามารถนำไปขึ้นรูปเป็นรูปทรงพื้นฐานได้ภายใต้ความแข็งต่ำหลังจากอบด้วยสารละลายของแข็ง แล้วจึงเสริมความแข็งแรงด้วยการบ่ม ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตและดีกว่าเหล็กกล้ามาร์เทนซิติก

การจำแนกประเภท:
①สเตนเลสสตีลชุบแข็งแบบมาร์เทนซิติกและการอบชุบด้วยความร้อน: คุณสมบัติของสเตนเลสสตีลชุบแข็งแบบมาร์เทนซิติกคือ อุณหภูมิเริ่มต้น Ms ของออสเทนไนต์ที่เปลี่ยนสภาพเป็นมาร์เทนไซต์สูงกว่าอุณหภูมิห้อง หลังจากให้ความร้อนออสเทนไนต์และเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว จะได้เมทริกซ์มาร์เทนซิติกรูปทรงระแนง หลังจากการบ่ม อนุภาคทองแดงละเอียดจะถูกตกตะกอนจากเมทริกซ์มาร์เทนซิติกของระแนงเพื่อเพิ่มความแข็งแรง
②การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมกึ่งออสเทนนิติก: โดยทั่วไปแล้ว จุด Ms ของเหล็กกล้าชนิดนี้จะต่ำกว่าอุณหภูมิห้องเล็กน้อย ดังนั้นหลังจากผ่านการอบชุบด้วยสารละลายแข็งและทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง จะได้โครงสร้างออสเทนนิติกที่มีความแข็งแรงต่ำมาก เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเมทริกซ์ จำเป็นต้องให้ความร้อนอีกครั้งที่อุณหภูมิ 750-950 องศาเซลเซียส และคงความร้อนไว้ ในขั้นตอนนี้ คาร์ไบด์จะตกตะกอนในออสเทนไนต์ ความเสถียรของออสเทนไนต์จะลดลง และจุด Ms จะเพิ่มขึ้นสูงกว่าอุณหภูมิห้อง เมื่อเย็นลงอีกครั้ง จะได้โครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์ ในบางกรณีอาจเพิ่มการอบชุบด้วยความเย็น (การอบชุบที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์) แล้วจึงบ่มเหล็กเพื่อให้ได้เหล็กกล้าเสริมความแข็งแรงที่มีตะกอนบนเมทริกซ์มาร์เทนไซต์

จะเห็นได้ว่าหลังจากสเตนเลสมาร์เทนซิติกชุบแข็งแบบตกตะกอนได้รับการปรับสภาพอย่างเหมาะสม สมบัติเชิงกลจะเทียบเท่าสเตนเลสมาร์เทนซิติกได้อย่างเต็มที่ ในขณะที่มีความต้านทานการกัดกร่อนเทียบเท่าสเตนเลสออสเทนนิติก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าสเตนเลสมาร์เทนซิติกและสเตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอนจะสามารถเสริมความแข็งแรงได้ด้วยวิธีอบชุบด้วยความร้อน แต่กลไกการเสริมความแข็งแรงนั้นแตกต่างกัน ด้วยคุณสมบัติของสเตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน จึงทำให้สเตนเลสชนิดนี้ได้รับความนิยมและใช้งานอย่างแพร่หลาย