Стали марок 3X13 и 4X13 обладают свойствами, близкими к инструментальным сталям, и применяются в тех случаях, когда от материала требуется высокая твёрдость в сочетании с нержавеющими свойствами (режущий и хирургический инструменты, пружины, шариковые подшипники).
Вследствие более высокого содержания углерода в сталях этих марок часть углерода при отпуске переходит из твёрдого раствора в карбиды, что несколько понижает коррозионную стойкость изделия. Поэтому наилучшие нержавеющие свойства имеют изделия из этой стали в полированном состоянии. Стали с более высоким содержанием хрома (16—17%) в этом не нуждаются. Увеличение содержания углерода способствует получению более высокой твёрдости при закалке и более полной прокаливаемости.
Начало превращения при нагреве у сталей 3X13 и 4X13 происходит при 820° С (Ac1) и конец при 860—880° С (Ас3).
При охлаждении распад аустеиита начинается при 670° С и заканчивается при 225° С. Точка мартенситного превращения снижается до 225° С (по сравнению со сталью марки 1X13, Ms которой равна 280° С).
Стали марок 3X13 и 4X13 закаливаются при охлаждении на воздухе в достаточно больших сечениях.
Температура закалки выше 1050° С не рекомендуется, так как с повышением её увеличивается количество остаточного аустенита. Для стали 4X13 это проявляется в уменьшении твёрдости после закалки.
Обе стали очень чувствительны к трещинам, поэтому при нагреве и охлаждении при горячей обработке давлением и термической обработке рекомендуется нагрев начинать при температуре не выше 500—540° С и вести его медленно до 790° С. После выравнивания температуры нагрева его можно вести быстрее. Наилучший интервал закалки 980—1050° С, выдержка 15—30 мин и охлаждение в подогретом масле или на воздухе (твёрдость при этом получается в пределах 53—56 HRC). Сразу же после закалки (во избежание самопроизвольного растрескивания) изделия необходимо подвергать отпуску на требуемую твёрдость:
а) 1—2 ч при 150—370° С с охлаждением на воздухе или в воде 48—53 HRC (для снятия напряжений);
б) 1—4 ч при 600—760° С (для облегчения машинной обработки, но не для применения);
в) промежуточному (высокому) отпуску 2—6 ч при 735—790° С с охлаждением на воздухе или в воде (205—225 НВ);
г) полному отжигу: 1—2 ч при 870—900° С, медленное охлаждение в печи со скоростью 15—25° С 1ч до 540—650° С и далее на воздухе или в воде (155—180 НВ).
Указанные режимы термической обработки показали лучшие результаты по сравнению с закалкой с 1100° С, которая часто рекомендуется различными авторами. После отпуска при 450—550° С может несколько снизиться ударная вязкость вследствие чувствительности стали к отпускной хрупкости. Однако это уменьшение .ударной вязкости не так велико и большого практического значения не имеет. Чувствительность к отпускной хрупкости изменяется в зависимости от условий выплавки.
К нержавеющим сталям марок 2X13, 3X13, 4X13 предъявляются высокие требования в отношении блеска в полированном состоянии, что может быть достигнуто специальными методами выплавки и особенно рафинировки. В этом случае примеси титана, алюминия и наличие неметаллических включений крайне нежелательны.
Сталь марки 3X13 применяют для валов крекинг-насосов, пружин, болтов, гаек и других деталей, работающих при 400—450° С в условиях высоких напряжений и коррозионной среды. Сталь марки 4X13 применяют для изготовления пружин, подшипников, режущего и мерительного инструментов.
Сталь 3X13 обладает несколько меньшим сопротивлением ползучести и длительной прочности, чем стали марок 1X13 и 2X13. Перед испытанием сталь подвергали закалке с 1050° С в масле и отпуску при 550° С в течение 10 ч.