4Cr13、9Cr18、9Cr18Mo、9Cr18MoV 等鋼號已屬于過共析馬氏體不銹鋼，淬火后即可獲得馬氏體及碳化物的組織，具有很高的硬度。主要用于要求高硬度、高耐磨性的刀具、軸承、軸套等零部件。有時也用于制造有耐腐蝕性要求的彈性元件，如彈簧等。

1. 退火

 這類過共析馬氏體不銹鋼根據處理目的、作用，可采用完全退火、等溫退火和低溫退火，工藝方法見3Cr13不銹鋼退火部分的內容。

 4Cr13、9Cr18鋼完全退火后的機械性能實測值見表4-9。

2. 淬火

  這類鋼因其含碳量較高，組織中存在較多的合金碳化物，所以，淬火加熱溫度應適當提高一些，以保證合金碳化物能夠充分溶解。加熱時不易溶解的碳化物對阻止晶粒長大有一定的作用，也保證了提高淬火加熱溫度的可行性。一般來說，4Cr13、9Cr18鋼的淬火加熱溫度可用1050~1080℃,9Cr18MoV的淬火加熱溫度可用1060~1090℃.應嚴格控制加熱速度（見3Cr13相關部分）。進一步提高淬火加熱溫度除了要引起晶粒長大外，還可能因奧氏體中溶入過量的碳和合金元素，提高了奧氏體穩(wěn)定性，可能增加殘留奧氏體的數量，見圖4-26,并使淬火硬度下降，見圖4-27。

  這類鋼用于高硬度的條件下，淬火后硬度很高，并采用低溫回火，熱處理后只能采用磨削或拋光加工，不宜進行其他機械加工，因此，淬火加熱設備最好采用真空加熱爐或保護氣氛爐。采用一般空氣介質加熱爐時，工件表面應進行防氧化和脫碳防護處理，以防工件表面脫碳、氧化。

  淬火冷卻介質應采用油性介質。采用空氣冷卻會使工件表面脫碳、氧化、降低硬度。

4Cr13、9Cr18 不銹鋼的相變點見表4-10。

4Cr13鋼奧氏體等溫轉變曲線見圖4-28,奧氏體連續(xù)轉變曲線見圖4-29。

3. 回火

  這類鋼主要用于要求高硬度、高耐磨性能的制件，淬火后一般采用低溫回火。如制造刀具、量具、軸承套圈、鋼球等可用150~170℃回火，硬度大于60HRC;一般耐磨件用200~240℃回火，硬度保證在55~60HRC。

 4Cr13不銹鋼制造軸套時，可在表面淬火后在360~400℃區(qū)間回火，表面硬度可達45~50HRC,在200~240℃區(qū)間回火，硬度可達50~55HRC.

 4Cr13不銹鋼用于制作彈性元件、彈簧時，可用450~500℃溫度回火，在保證硬度45~50HRC條件下，還具有較高的彈性。4Cr13鋼在1050℃加熱油冷淬火經480℃回火后的金相組織見圖4-30。

 4Cr13不銹鋼一般不在高溫回火時使用，但有時為表面淬火或整體淬火作組織準備，在粗加工后進行調質處理，淬火后在650~700℃區(qū)間回火，硬度可達280~320HB。

 9Cr18型馬氏體不銹鋼在用做制造高硬度，并且要求組織、尺寸高度穩(wěn)定狀態(tài)的零件時，在淬火后、回火前增加一道冷處理工序，即在－78~-60℃之間冰冷處理，以保證淬火殘留奧氏體充分轉變成馬氏體，盡量減少回火后的殘留奧氏體量。有資料報道，9Cr18鋼在經1050℃加熱淬火后，殘留奧氏體可達25%本右，經－70℃冰冷處理后，殘留奧氏體可減少到10%~15%硬度可提高2~3HRC,還可保證零件在長期使用過程中組織和尺寸的穩(wěn)定性。

 回火后的冷卻方式可用空冷。

4Cr13、9Cr18鋼回火溫度與硬度的關系見圖4-31和圖4-32。

4. 熱處理時應注意的問題

  這類鋼屬過共析馬氏體不銹鋼，含碳、鉻量都較高，尤其9Cr18型鋼碳含量更高。所以，熱處理時，首先要注意防止淬火裂紋，采取控制加熱升溫速度，控制冷卻出油溫度，及時回火等措施，可參見3Cr13不銹鋼熱處理的相關內容。

  另一個需要注意的問題是控制淬火殘留奧氏體量。適當選用淬火加熱溫度，防止因淬火加熱溫度過高，碳及鉻過量溶解，增加奧氏體穩(wěn)定度，從而增加淬火后的殘留奧氏體。再就是采用洋火后經冷處理再回火的方法，促進已經存在的殘留奧氏體的分解，也可達到控制最終組織中殘留奧氏體的目的。