前已述及Cr13鋼鑄件，尤其是形狀復(fù)雜的鑄件，如葉輪、導(dǎo)翼等，會由于組織中含有較多的δ鐵素體，不僅影響機(jī)械性能，降低韌性，而且，自高溫冷卻過程中產(chǎn)生的脆化會導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋（有時稱鐵索體裂紋）。因此，δ鐵素體的存在成為Cr13鑄鋼的特殊問題。如果δ鐵素體呈細(xì)粒狀、彌散分布時情況稍好些，而以較大塊狀存在或沿品界析出時，則會造成重大危害，且，δ鐵素體一旦形成，由于鉻的擴(kuò)散速度慢，在熱處理加熱保溫過程中也不易消除。為減少Cr13型不銹鑄鋼中的8鐵素體，雖然用碳、氮、錳、鈷元素可以改善，但有的作用不明顯，有的會有其他的不利作用。因此，以加入0.5%~1.5%鎳元素來詞整組織成為有效的方法。鎳是擴(kuò)大γ相區(qū)的元素，具有穩(wěn)定組織的作用，鎳的加入還改變了相變點(diǎn)，見圖4-33,并使奧氏轉(zhuǎn)變曲線右移，見圖4-34。
鎳的這種作用為材料的熱處理帶來好處，在比較緩慢的冷條件下能獲得馬氏體組織，并提高鋼的淬透性，使該材料熱處理具有新的特點(diǎn)。鎳元素的加入還明顯改善了材料的焊接性能。
ZG1Cr13Ni及國外一些相似材料的成分和性能標(biāo)準(zhǔn)參見表 4-11 和 表 4-12。
1. 退火
由于鎳元素的存在，已經(jīng)使ZG1Cr13Ni 的奧氏體轉(zhuǎn)變曲線比ZG1Cr13的曲線右移，增加了奧氏體的穩(wěn)定性，如果采用較高的退火溫度，會進(jìn)一步增加碳、鉻、鎳向奧氏體的溶解量，促進(jìn)奧氏體更穩(wěn)定，在退火冷卻過程中，穩(wěn)定的奧氏體不易發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，而轉(zhuǎn)變成貝氏體或部分馬氏體，使退火后的硬度升高。我們曾經(jīng)將其與ZG1Cr13用850~900℃同時加熱退火，結(jié)果ZG1Cr13Ni的退火硬度達(dá)到260~280HBS.所以，這種鋼的退火溫度應(yīng)降低至750~800℃,保溫后爐冷至550℃以下出爐，退火后硬度應(yīng)低于220HBS。
2. 淬火
ZG1Cr13Ni的常用淬火加熱溫度為1000~1050℃,與不含鎳的ZG1Cr13相比，淬火溫度有所提高，這是為了使碳和合金元素較充分地溶解，且不必?fù)?dān)心較高溫度加熱會引起8鐵素體形成和晶粒長大等問題。淬火后可獲較高的硬度，達(dá)430HB以上。
淬火后的冷卻可以采用空冷。如果采用油冷，可提高沖擊韌性值。
3. 回火
ZG1Cr13Ni主要用來制作有一定耐腐蝕和綜合機(jī)械性能要求的構(gòu)件。所以，一般在淬火后，采用高溫回火，回火溫度根據(jù)對材料強(qiáng)韌比的不同要求，可用650~760℃加熱，保溫后空氣冷卻。
淬火并高溫回火組織為具有馬氏體形態(tài)的索氏體，可能有少量δ鐵素體。
相似鋼種（J1S-SCS1)的回火溫度與機(jī)械性能關(guān)系見圖4-35。
4. ZG1Cr13Ni熱處理應(yīng)注意的問題
ZG1Cr13Ni常用于制造有耐腐蝕性、耐沖刷性和一定綜合性能要求的鑄件，所以，熱處理對材料發(fā)揮這些作用有重要的意義。
a. 合理控制鎳含量是保證熱處理效果的基本條件
前已述及，鎳元素的添加對這種鋼有重要的作用，所以，在實際生產(chǎn)中，對鎳含量的控制是重要的，特別是有些標(biāo)準(zhǔn)中把鎳含量標(biāo)示為不大于1.00,容易使人們對鎳的含量產(chǎn)生誤解。其實，在生產(chǎn)實踐中，對鎳有一個最佳的控制范圍，一般為0.5%~0.8%.鎳含量太低，作用不明顯，特別是當(dāng)碳量為下限、鉻量為上限時，組織中的δ鐵素體量難以保持在理想范圍，將引起鑄造裂紋或熱處理裂紋和韌性指標(biāo)偏低。
鎳量太高，淬火時的殘留奧氏體多，在以后的回火冷卻過程中，會有新的馬氏體生成，從而使零件硬度升高，脆性增加。如果遇到這種情況，可以再進(jìn)行一次回火，回火溫度可按第一次回火溫度或略低于第一次回火溫度。使第一次回火產(chǎn)生的馬氏體進(jìn)行回火轉(zhuǎn)變，可有較好的效果。
b. 淬火、回火后硬度高的可能原因和挽救措施
在正常回火的情況下，檢查硬度高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硬度，當(dāng)檢測機(jī)械性能時，常常是塑性、韌性不足，強(qiáng)度偏高，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因除了前面說的鎳元素含量偏高外，淬火溫度偏高也會引起回火后硬度升高，這是因為淬火溫度高，使碳和合金元素過量固溶于奧氏體中，增加了奧氏體穩(wěn)定性，淬火后有較多殘留奧氏體，這部分殘留奧氏體在回火過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，使回火組織中產(chǎn)生了淬火馬氏體，致使硬度、強(qiáng)度增高，塑韌性下降。
這種硬度偏高的問題，可以在原工藝回火溫度或略低于原回火溫度的溫度范圍再一次回火。應(yīng)注意，不能隨意用提高回火溫度的方法來降低硬度，因為鋼的回火溫度已經(jīng)接近Ac1溫度，提高回火溫度就有可能高于Ac1轉(zhuǎn)變點(diǎn)，冷卻后組織會變化，不屬正常調(diào)質(zhì)組織，同樣不能滿足要求的性能指標(biāo)。
