根據(jù)SUS630不銹鋼在加熱和冷卻時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)上應用非常廣泛的預備熱處理工藝。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)應力及成分和組織的不均勻性，還能調整SUS630不銹鋼的力學性能與工藝性能，為下一道加工工序做好組織、性能準備。
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不銹鋼的化學成分及組織，消除內(nèi)應力和加工硬化，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、再結晶退火和去應力退火等。
（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、低碳結構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℃；保溫時間一般為每毫米工件有效厚度兩分鐘。完全退火的冷卻應緩慢進行，故需要的時間較長。為了提高效率，實際生產(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℃；保溫時間不能太長，一般為2～4小時；冷卻方式通常采用爐冷，或在Ar1以下20℃左右進行長時間等溫，然后爐冷到600℃以下出爐空冷。
（3）再結晶退火 再結晶退火是把經(jīng)冷變形加工后的SUS630不銹鋼材加熱到再結晶溫度以上保溫，使變形晶粒重新轉變?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)再結晶退火后，消除了加工硬化，SUS630不銹鋼的性能恢復到冷變形加工前的狀態(tài)。
再結晶退火的加熱溫度一般為650～700℃；保溫時間為1～3小時；冷卻方式通常為空冷。SUS630不銹鋼的冷變形量越大，再結晶溫度越低，再結晶退火溫度也越低。還需注意的是：不同的SUS630不銹鋼都有一個臨界變形度，在臨界變形度下變形的SUS630不銹鋼，再結晶退火時會導致組織晶粒異常長大。一般SUS630不銹鋼的臨界變形度為6～10%。
（4）去應力退火 去應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)應力而進行的退火工藝。
去應力退火的加熱溫度一般為500～650℃；保溫時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小，強度和硬度稍高，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)應力，為防止工件的變形和開裂，對形狀復雜的和大型工件，較多采用退火工藝。
正火比退火生產(chǎn)周期短，設備利用率高，節(jié)約能源，操作簡便，降低生產(chǎn)成本。在可能條件下，應優(yōu)先考慮采用正火工藝作為預備熱處理工序。
退火和正火除了作為預備熱處理工序外，對于普通的鑄件、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?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不銹鋼強化，提高SUS630不銹鋼的硬度、強度和耐磨性；對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；淬火時工件截面各處冷卻速度不同；在冷卻過程中還會引起淬火應力，所以要對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）淬火保溫時間 淬火保溫時間與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。淬火保溫時間一般為每毫米工件有效厚度1～4分鐘。
（3）淬火冷卻介質 淬火冷卻介質又稱為淬火介質。淬火介質冷卻能力越強，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，也會使工件產(chǎn)生的內(nèi)應力越大，易引起工件發(fā)生變形和開裂。為保證淬火質量，應選擇合適的淬火介質。
理想的淬火介質的冷卻能力應該是：在奧氏體最不穩(wěn)定的650～400℃間能快速冷卻；在400℃以下應當緩慢冷卻以減小淬火應力，從而保證在獲得馬氏體組織的條件下減小淬火應力，避免工件發(fā)生變形和開裂。
常用的淬火介質有水、鹽水或堿水溶液及各種礦物質油等。尺寸不大、形狀簡單的碳素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，適合低碳SUS630不銹鋼的淬火；合金SUS630不銹鋼工件淬火時，一般選擇冷卻能力較低的油作為淬火介質。
水、鹽水或堿水溶液及各種礦物質油等淬火介質各有優(yōu)缺點，均不是理想的淬火介質，而介于水和油之間的冷卻能力的是比較理想的淬火介質。目前各國都在發(fā)展有機水溶液作為淬火介質，如聚乙烯醇、聚二醇等水溶液。
（4）淬火方法 工件淬火時除了要保證淬硬外，還要盡量減小變形和避免開裂，應選擇合適的淬火方法。
a．單液淬火 將SUS630不銹鋼奧氏體化后，在一種淬火介質中冷卻到室溫的淬火方法稱為單液淬火。
單液淬火操作簡單，容易實現(xiàn)機械化、自動化，應用廣泛。但由于單獨用一種淬火介質，如果淬火介質冷卻特性不夠理想，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，先在冷卻能力強的淬火介質中冷卻，待工件冷到400～300℃左右，將工件轉入冷卻能力較弱的淬火介質中冷卻，直到完成馬氏體轉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，又可以減小淬火應力，防止工件開裂和減小變形。尺寸較大或形狀復雜的碳素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)驗豐富的人員來操作。
c．分級淬火 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，完成馬氏體轉變的淬火方法稱為分級淬火。
分級淬火大大降低了淬火應力，工件變形輕微，還克服了雙液淬火時難以控制的缺點。但分級淬火時鹽浴或堿浴的冷卻能力不大，只適合形狀復雜、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)等溫保持足夠長的時間，使其轉變?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度和硬度，同時塑性和韌性也較好，并可顯著減小淬火應力和淬火變形，并能基本避免工件淬火裂紋，適宜處理形狀復雜、尺寸要求精密的小件工具和重要的機器零件。
（5）淬火操作要領 淬火操作時，還要注意工件浸入淬火介質的方式。合理的淬火操作方式，對減小工件變形和避免工件開裂有著重要的影響。淬火操作要領是：盡量保證淬火冷卻時工件各部分冷卻速度的均勻性。
a．細長的工件，如鉆頭、軸等，應垂直浸入淬火介質中。
b．厚薄不均的工件，厚的部分應先浸入淬火介質中。
c．薄壁環(huán)狀工件，如圓筒、套圈等，應軸向垂直浸入淬火介質中。
d．薄而平的工件，如圓盤銑刀，應立著放入淬火介質中。
e．帶有盲孔或中空型腔的工件，應使孔口或腔口向上浸入淬火介質中。
f．截面不均勻的工件，應斜著浸入淬火介質中。
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，保溫一段時間，然后冷卻到室溫，以獲得預期性能的熱處理工藝。
淬火SUS630不銹鋼回火的目的是：減少或消除淬火應力，防止工件的變形與開裂；調整工件的力學性能，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。