沉淀硬化不銹鋼的強化主要是依靠第二相從基體組織中沉淀析出實現的。強化是依靠沉淀相（第二相質點）在基體中造成應力場，這個應力場又和運動位錯之間的交互作用的結果。有的究結果證明，沉淀相在組織中的體積比越大，強化效果越顯著；沉淀相質點的彌散度越大，強化效果越好。
沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼的基(ji)體組織有所不(bu)同，但是，依靠沉淀(dian)相強化(hua)的作用是相同的。
可見(jian)，沉淀硬化(hua)不銹鋼的(de)熱處理主要有兩(liang)個過程，即先(xian)獲取穩(wen)定的(de)基體組織(zhi)，再令第二相質點沉淀析出。
就上述四個(ge)類型的(de)沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)而(er)言，為達到強化的(de)目的(de)，處理(li)的(de)主要過程可有(you)如下幾種形式。
一、固溶(rong)處理
固溶(rong)處(chu)理也常稱A處(chu)理（Austenite Conditioning).這是對任(ren)何一(yi)(yi)種沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼都(dou)要(yao)經(jing)歷(li)的一(yi)(yi)個熱(re)處(chu)理過(guo)(guo)程。利(li)用某些元(yuan)素（這里(li)主要(yao)是作為沉(chen)淀(dian)相(xiang)析(xi)出(chu)的元(yuan)素）在高溫溶(rong)解(jie)度大、低溫溶(rong)解(jie)度小的特(te)點(dian)，通過(guo)(guo)高溫加熱(re)，使(shi)可(ke)沉(chen)淀(dian)元(yuan)素充分地溶(rong)于基體組織中(zhong)，保證在以后的冷卻過(guo)(guo)程中(zhong)處(chu)于過(guo)(guo)飽(bao)和狀態，為下一(yi)(yi)步的時效(xiao)過(guo)(guo)程中(zhong)能大量地彌(mi)散(san)析(xi)出(chu)創造(zao)充分條件。
以銅(tong)(tong)為(wei)例，見圖5-1,銅(tong)(tong)在(zai)(zai)(zai)1096℃時在(zai)(zai)(zai)γ-Fe中的(de)溶解度(du)約(yue)為(wei)8.2%,850℃時在(zai)(zai)(zai)γ-Fe中的(de)最(zui)大溶解度(du)為(wei)3.1%,在(zai)(zai)(zai)α-Fe中最(zui)大溶解度(du)為(wei)2.2%.而在(zai)(zai)(zai)室溫(wen)下在(zai)(zai)(zai)α-Fe中的(de)溶解度(du)僅為(wei)0.2%左右。由此(ci)可(ke)見，含(han)銅(tong)(tong)元素的(de)鋼自(zi)高溫(wen)快速冷卻到室溫(wen)后(hou)，銅(tong)(tong)是呈過飽和狀態存在(zai)(zai)(zai)于基體中的(de)。在(zai)(zai)(zai)一(yi)定條件下（如重新加(jia)熱到某一(yi)溫(wen)度(du)），銅(tong)(tong)將沉淀析出。
固(gu)溶處理效果對材料(liao)熱處理后的(de)(de)最終結果的(de)(de)影響(xiang)是重(zhong)要的(de)(de)，所以，固(gu)溶處理的(de)(de)加熱和冷卻控制(zhi)應予以注意(yi)。
固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度不足或(huo)保溫(wen)時間不足，合金(jin)元素不能(neng)較好地溶(rong)(rong)(rong)解于基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)，沉(chen)淀強化(hua)元素在以后(hou)的(de)時效過(guo)(guo)程中(zhong)的(de)析出量不足，將影響(xiang)強化(hua)效果。其中(zhong)，對(dui)于馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)和半(ban)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)來說，固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱(re)(re)不足，還會影響(xiang)基(ji)體(ti)(ti)強度。固(gu)溶(rong)(rong)(rong)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度過(guo)(guo)高使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)晶粒變粗，使(shi)固(gu)溶(rong)(rong)(rong)處理(li)后(hou)的(de)組織粗大，影響(xiang)性(xing)能(neng)，特別是使(shi)沖擊韌(ren)性(xing)降(jiang)低(di)。此外(wai)，對(dui)于馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)和半(ban)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，還會因奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)化(hua)溫(wen)度高，合金(jin)元素過(guo)(guo)量溶(rong)(rong)(rong)解，提高了(le)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性(xing)，降(jiang)低(di)了(le)Ms點，會使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)產生過(guo)(guo)量的(de)殘留奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)（對(dui)于馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)）或(huo)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)比例增大（對(dui)于半(ban)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)），同樣會影響(xiang)最(zui)終的(de)熱(re)(re)處理(li)效果和性(xing)能(neng)。
固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理的(de)(de)冷(leng)卻，首先應保(bao)證足夠的(de)(de)冷(leng)卻速度，使沉(chen)(chen)淀強(qiang)化(hua)元(yuan)素充分(fen)固(gu)溶(rong)(rong)于基體中。如果(guo)冷(leng)卻太(tai)慢，會使沉(chen)(chen)淀強(qiang)化(hua)元(yuan)素在(zai)固(gu)溶(rong)(rong)冷(leng)卻時(shi)就析(xi)出，這個過程的(de)(de)析(xi)出效(xiao)果(guo)遠不(bu)及(ji)以后時(shi)效(xiao)過程中的(de)(de)析(xi)出效(xiao)果(guo)。固(gu)溶(rong)(rong)冷(leng)卻過程中的(de)(de)析(xi)出，會降(jiang)低最(zui)終的(de)(de)沉(chen)(chen)淀強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo)。但是，太(tai)快的(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)冷(leng)卻速度對馬氏(shi)體沉(chen)(chen)淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說(shuo)，會因馬氏(shi)體轉變應力太(tai)大，有(you)產生裂(lie)紋(wen)的(de)(de)可能性(xing)。
二、調(diao)整處理(li)
調整處理(li)(li)也(ye)常稱T處理(li)(li)（Transformation treatment),有時也(ye)叫相變(bian)處理(li)(li)。
所謂調(diao)整(zheng)處理，簡(jian)而言之，就是調(diao)整(zheng)鋼的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變點Ms和Mf。這(zhe)種方法(fa)主要用于半奧氏(shi)體(ti)沉淀硬化不銹(xiu)鋼，有時也(ye)用于馬氏(shi)體(ti)沉淀硬化不銹(xiu)鋼。
半奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變(bian)點(dian)(dian)較(jiao)低(di)，固溶處理后的(de)組織基本(ben)上是奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，基體(ti)(ti)(ti)(ti)強(qiang)度較(jiao)低(di)，在(zai)這種組織條(tiao)件下進行時效(xiao)處理的(de)強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo)不(bu)好。為此，在(zai)固溶后應進行一次以提(ti)高(gao)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)為目(mu)的(de)的(de)熱處理。眾(zhong)所(suo)周知，為提(ti)高(gao)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)，降(jiang)(jiang)低(di)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)穩(wen)定性，重要的(de)手段(duan)之一是將鋼(gang)加(jia)熱到一定溫度并保溫，使奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)碳(tan)和(he)合(he)金元素析(xi)出，降(jiang)(jiang)低(di)基體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)合(he)金的(de)濃(nong)度。這樣，在(zai)冷卻時，由于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)穩(wen)定性降(jiang)(jiang)低(di)，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變(bian)點(dian)(dian)提(ti)高(gao)，調(diao)(diao)整處理冷卻后原(yuan)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)將轉變(bian)成馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。此時，半奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)的(de)基體(ti)(ti)(ti)(ti)組織基本(ben)上是馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。在(zai)此基礎(chu)上再進行時效(xiao)處理，會(hui)獲得較(jiao)好的(de)強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo)。調(diao)(diao)整處理對馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)的(de)提(ti)高(gao)作(zuo)用見圖5-2。
圖(tu)5-2是半奧氏體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)0Cr17Ni7Al加(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)對Ms點的(de)影(ying)響關系。有資料(liao)報道，0Cr17Ni7Al 鋼(gang)加(jia)熱(re)(re)(re)到1038℃時，Ms點約(yue)(yue)為(wei)－196℃;加(jia)熱(re)(re)(re)到945℃,M.點約(yue)(yue)為(wei)－73℃;加(jia)熱(re)(re)(re)到800℃時，Ms點約(yue)(yue)為(wei)＋90℃.這個結果足可說明用加(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)來(lai)調整半奧氏體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)M.點溫(wen)度(du)的(de)重要作用。隨著(zhu)M,點的(de)變(bian)化(hua)，冷卻后組織中馬氏體(ti)與奧氏體(ti)的(de)比例也有明顯變(bian)化(hua)，見圖(tu)5-2的(de)下(xia)半部分(fen)。
所以，半奧氏(shi)體沉淀硬化不銹鋼(gang)在固溶(rong)處理(li)后(hou)再進行一次調整處理(li)，可獲得基(ji)本上(shang)以馬氏(shi)體為基(ji)體的組織，再經時效處理(li)，即可保證(zheng)該種材料的性能達到要求(qiu)。
半(ban)奧氏體沉淀硬化不(bu)銹鋼調整處(chu)理加熱溫度應根據預想的調整處(chu)理效(xiao)果來確(que)定（見熱處(chu)理工藝部分）。
三(san)、冷變形處理
冷變形處理(li)也常(chang)稱C處理(li)（Cold Working)。
冷變形處理(li)主要用于半奧氏體、奧氏體、奧氏體－鐵(tie)素(su)體沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼。
冷變形處理就是將材料在固溶處理后進行一定程度的冷變形加工（如冷拉鋼絲、冷軋板等的加工成型），以促進奧氏體向馬氏體的轉變（參見本書第三章第三節奧氏體不銹鋼的冷加工強化及去應力處理部分）。通過冷變形，可使鋼中的奧氏體在Md點轉變成馬氏體。在材料成分一定的條件下，變形程度越大，奧氏體向馬氏體轉變的量越多，對基體的強化程度越大。
半奧(ao)氏(shi)體、奧(ao)氏(shi)體、奧(ao)氏(shi)體－鐵(tie)素(su)體型沉淀硬化不銹(xiu)鋼，固溶(rong)處理后(hou)進(jin)(jin)行一(yi)定程度的(de)冷變形，在基體組織(zhi)強(qiang)化后(hou)再進(jin)(jin)行時效處理，可使材料獲得理想(xiang)的(de)性能(neng)和強(qiang)化效果。
通(tong)過(guo)冷變(bian)形處(chu)理(li)，材(cai)料塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)下降，強度明顯提高。
四、冷處理
冷處(chu)理也常稱為R處(chu)理（Refrigeration treatment).
沉淀硬(ying)化不銹鋼的冷(leng)處理也(ye)是為了(le)促進奧氏(shi)體向馬(ma)氏(shi)體特變。
將固溶處理或固溶處理一調整處理后的沉淀硬化不銹鋼再進行一次低于室溫（通常在-73℃左右）的冷處理，由于冷處理的溫度低于Ms點溫度，使原組織中較穩定的奧氏體向馬氏體轉變，所以，基體組織基本上是馬氏體，然后再進行時效處理，可以保證材料獲得優良的性能和強化效果。
五、時效處理(li)
沉(chen)淀硬化(hua)不(bu)銹鋼的時效處理(li)也常稱為H處理(li)（Hardening treatment),有的也叫沉(chen)淀硬化(hua)處理(li)或硬化(hua)處理(li)。
時效處(chu)理是(shi)所有沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)必(bi)須進行(xing)的處(chu)理程序，也(ye)是(shi)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱處(chu)理中(zhong)最重要的處(chu)理程序。
時(shi)(shi)(shi)效處理的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)使(shi)過飽和溶(rong)于基體中的(de)(de)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)合金元(yuan)素(su)(su)以極細的(de)(de)質(zhi)點形式析出，這種析出質(zhi)點可能是(shi)合金元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)質(zhi)點，也可能是(shi)金屬間(jian)(jian)化(hua)合物的(de)(de)質(zhi)點。這種析出質(zhi)點的(de)(de)形態與(yu)分布和時(shi)(shi)(shi)效溫(wen)(wen)度及(ji)保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)有關(guan)。
以銅(tong)(tong)為例(li)。銅(tong)(tong)過(guo)飽和固溶(rong)于基(ji)(ji)體(ti)(ti)中時(shi)(shi)(shi)(shi)，當加(jia)(jia)熱(re)到(dao)一定溫度(du)(du)，首先是(shi)過(guo)飽和相脫溶(rong)，在(zai)析出(chu)銅(tong)(tong)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中，最初(chu)形(xing)式是(shi)富鋼的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)聚區(qu)，是(shi)亞穩(wen)定相，與(yu)母體(ti)(ti)保(bao)持(chi)共(gong)格，當長大到(dao)一定程(cheng)度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)(shi)，才能形(xing)成e-Cu沉淀顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)。這一理論已經用試驗(yan)予以證實。如(ru)對含(han)(han)1.12%銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)高純(chun)鋼經850℃加(jia)(jia)熱(re)后水冷(leng)的(de)(de)(de)固溶(rong)處理，在(zai)光(guang)學顯(xian)微(wei)(wei)鏡下(xia)只(zhi)能觀察到(dao)多(duo)邊形(xing)鐵素(su)體(ti)(ti)形(xing)態，在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)晶粒(li)(li)(li)(li)內看不(bu)到(dao)任何析出(chu)物(wu)，說明(ming)這時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)是(shi)含(han)(han)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)過(guo)飽和鐵素(su)體(ti)(ti)。經550℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效不(bu)同時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，其硬(ying)(ying)度(du)(du)會發(fa)生明(ming)顯(xian)變化，呈升高趨勢，但是(shi)在(zai)光(guang)學顯(xian)微(wei)(wei)鏡下(xia)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)組織卻未發(fa)生明(ming)顯(xian)變化，仍然觀察下(xia)到(dao)沉淀析出(chu)物(wu)，而在(zai)電子顯(xian)微(wei)(wei)鏡下(xia)以數十萬(wan)倍觀察，才能發(fa)現只(zhi)有(you)5~25mm的(de)(de)(de)“顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)”，并確認是(shi)銅(tong)(tong)原子偏(pian)(pian)聚區(qu)。進一步(bu)提(ti)高時(shi)(shi)(shi)(shi)效溫度(du)(du)，便可發(fa)現在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)基(ji)(ji)體(ti)(ti)上有(you)較清晰的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)。更長時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效則可發(fa)現E-Cu顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)。如(ru)果再進一步(bu)提(ti)高時(shi)(shi)(shi)(shi)效溫度(du)(du)和延長保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，原子擴(kuo)散更容易，顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)會進一步(bu)長大、粗化，反映(ying)在(zai)硬(ying)(ying)度(du)(du)上呈下(xia)降趨勢，材料處于過(guo)時(shi)(shi)(shi)(shi)效狀(zhuang)態。可見，沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)效效果與(yu)時(shi)(shi)(shi)(shi)效溫度(du)(du)和保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)有(you)關。見圖5-3。
時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度和時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)選擇是依據對(dui)材料的(de)強化目(mu)標確(que)定(ding)的(de)。時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度對(dui)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)效(xiao)果(guo)的(de)影響比時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間(jian)更明顯(xian)。
六(liu)、均勻化(hua)處理
沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)的(de)均勻化處理主要(yao)用于鑄件(jian)(jian)。作(zuo)用是改善鑄件(jian)(jian)成分(fen)和(he)組(zu)織的(de)不(bu)均勻性，細化晶粒，并(bing)使鑄件(jian)(jian)凝固時形成的(de)多(duo)邊(bian)形鐵素體趨于球化。鑄件(jian)(jian)經過均勻化處理，對以后(hou)的(de)固溶(rong)效(xiao)果(guo)及最終時效(xiao)強(qiang)化效(xiao)果(guo)有積極(ji)的(de)作(zuo)用。
均(jun)勻化處(chu)理溫度一(yi)般選在(zai)1060~1150℃。
七、焊后(hou)熱處理
沉淀硬化不銹鋼(gang)的焊(han)后(hou)熱(re)處理包含鑄件補(bu)焊(han)后(hou)或結構件焊(han)接后(hou)的熱(re)處理。
焊(han)(han)后熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)目的(de)和作(zuo)用(yong)依焊(han)(han)接(jie)或(huo)鑄件補(bu)焊(han)(han)前材(cai)料(liao)(liao)的(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)狀態(tai)而(er)確定。焊(han)(han)前材(cai)料(liao)(liao)未經過固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，焊(han)(han)后應進行固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，以保(bao)證母體及焊(han)(han)縫(feng)（或(huo)補(bu)焊(han)(han)處(chu)(chu)）達(da)到要求的(de)性能，如果焊(han)(han)前材(cai)料(liao)(liao)經過了(le)固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)或(huo)固(gu)溶(rong)時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，則焊(han)(han)后可(ke)采用(yong)時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)或(huo)略低(di)于時效(xiao)溫(wen)度的(de)去(qu)應力處(chu)(chu)理(li)(li)(li)。
上(shang)面介(jie)紹了沉淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹鋼常(chang)見的(de)幾種熱(re)(re)處理方式(shi)，實際(ji)上(shang)，應(ying)根據(ju)鋼的(de)具體類型、制(zhi)品特性(xing)等因素，采用不(bu)(bu)同組合(he)方式(shi)。另外，沉淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹鋼的(de)熱(re)(re)處理方式(shi)，習慣上(shang)以英文字母表示，在溫度(du)(du)(du)表示上(shang)常(chang)以℉(華氏度(du)(du)(du)）或℃(攝氏度(du)(du)(du)）表示，有(you)時需冷變形(xing)時，對(dui)冷變形(xing)量也有(you)表示。舉例如(ru)下。
［例1] A+H500(用℃表示(shi)時）或(huo)A+H930(用℉表示(shi)時）
即為固溶處理后再(zai)經500℃(930F)的時效處理。常用于(yu)馬氏體沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼。
［例2] A+TH500
即(ji)為(wei)固(gu)溶(rong)處理后經調(diao)整處理，再經500℃時效處理。常用于半奧(ao)氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例(li)3]A+C,H500
即為固溶(rong)處(chu)理后(hou)經(jing)50%冷變形，再經(jing)500℃時效處(chu)理。常用(yong)于奧氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為固(gu)溶處(chu)理后經調整處(chu)理，－70℃的(de)冷處(chu)理和(he)500℃的(de)時效(xiao)處(chu)理。常用于奧氏體沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)。
