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(chen)淀硬化不銹鋼的基體組織有所不同(tong)，但(dan)是，依靠(kao)沉(chen)淀相(xiang)強化的作(zuo)用是相(xiang)同(tong)的。
可見，沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)的熱處理主要(yao)有兩個過程，即先(xian)獲取(qu)穩定的基體組織(zhi)，再令第二相質點沉淀(dian)析出。
就(jiu)上(shang)述四個類(lei)型的(de)沉淀硬化不銹鋼而言，為達到強化的(de)目的(de)，處理的(de)主要過程可有如下(xia)幾種形(xing)式。
一(yi)、固溶(rong)處理
固溶處(chu)理也(ye)常稱A處(chu)理（Austenite Conditioning).這是對任(ren)何(he)一(yi)種沉(chen)淀硬化不銹鋼都要(yao)經歷的(de)一(yi)個熱處(chu)理過(guo)程(cheng)。利用某些元素（這里(li)主要(yao)是作為沉(chen)淀相析出(chu)的(de)元素）在高溫溶解(jie)度大、低溫溶解(jie)度小的(de)特點(dian)，通過(guo)高溫加(jia)熱，使可(ke)沉(chen)淀元素充分(fen)地(di)溶于基(ji)體組織中，保證在以后的(de)冷卻過(guo)程(cheng)中處(chu)于過(guo)飽和狀態(tai)，為下一(yi)步的(de)時效過(guo)程(cheng)中能(neng)大量地(di)彌散析出(chu)創造充分(fen)條(tiao)件。
以(yi)銅(tong)為例，見圖5-1,銅(tong)在1096℃時在γ-Fe中(zhong)(zhong)的溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)約為8.2%,850℃時在γ-Fe中(zhong)(zhong)的最大溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)為3.1%,在α-Fe中(zhong)(zhong)最大溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)為2.2%.而在室溫(wen)下在α-Fe中(zhong)(zhong)的溶(rong)解(jie)度(du)(du)(du)僅(jin)為0.2%左右。由(you)此可見，含銅(tong)元素的鋼自高溫(wen)快速(su)冷卻到室溫(wen)后，銅(tong)是(shi)呈過飽和狀態(tai)存在于基體中(zhong)(zhong)的。在一定條件(jian)下（如(ru)重(zhong)新加熱到某一溫(wen)度(du)(du)(du)），銅(tong)將沉淀析出。
固(gu)溶處(chu)(chu)理效果(guo)對材料熱處(chu)(chu)理后的(de)最終結果(guo)的(de)影(ying)響是重要的(de)，所以，固(gu)溶處(chu)(chu)理的(de)加熱和冷(leng)卻控制應予以注意。
固溶加熱溫(wen)度不(bu)(bu)足(zu)或(huo)保溫(wen)時(shi)(shi)間不(bu)(bu)足(zu)，合金元素不(bu)(bu)能(neng)較好(hao)地溶解于(yu)(yu)基體中(zhong)，沉(chen)(chen)淀(dian)強化(hua)元素在以(yi)后的(de)時(shi)(shi)效過(guo)程中(zhong)的(de)析(xi)出量(liang)(liang)不(bu)(bu)足(zu)，將影(ying)響強化(hua)效果。其中(zhong)，對(dui)于(yu)(yu)馬(ma)氏(shi)體和半奧(ao)(ao)氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼來說，固溶加熱不(bu)(bu)足(zu)，還會(hui)影(ying)響基體強度。固溶加熱溫(wen)度過(guo)高(gao)使(shi)鋼的(de)晶粒變(bian)粗，使(shi)固溶處理后的(de)組織(zhi)粗大，影(ying)響性(xing)(xing)能(neng)，特別(bie)是使(shi)沖擊韌性(xing)(xing)降低。此外，對(dui)于(yu)(yu)馬(ma)氏(shi)體和半奧(ao)(ao)氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，還會(hui)因奧(ao)(ao)氏(shi)體化(hua)溫(wen)度高(gao)，合金元素過(guo)量(liang)(liang)溶解，提高(gao)了(le)奧(ao)(ao)氏(shi)體的(de)穩定性(xing)(xing)，降低了(le)Ms點(dian)，會(hui)使(shi)鋼中(zhong)產生(sheng)過(guo)量(liang)(liang)的(de)殘(can)留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)體（對(dui)于(yu)(yu)馬(ma)氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼）或(huo)奧(ao)(ao)氏(shi)體的(de)比(bi)例(li)增(zeng)大（對(dui)于(yu)(yu)半奧(ao)(ao)氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼），同(tong)樣會(hui)影(ying)響最終的(de)熱處理效果和性(xing)(xing)能(neng)。
固(gu)溶處理的(de)冷(leng)(leng)卻(que)，首先應保證足夠的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度，使(shi)沉淀強化元素充分固(gu)溶于基體中(zhong)。如果(guo)冷(leng)(leng)卻(que)太慢，會使(shi)沉淀強化元素在固(gu)溶冷(leng)(leng)卻(que)時就析出(chu)(chu)，這(zhe)個過(guo)程的(de)析出(chu)(chu)效果(guo)遠(yuan)不及(ji)以(yi)后時效過(guo)程中(zhong)的(de)析出(chu)(chu)效果(guo)。固(gu)溶冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程中(zhong)的(de)析出(chu)(chu)，會降(jiang)低最終的(de)沉淀強化效果(guo)。但(dan)是，太快的(de)固(gu)溶冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度對馬氏體沉淀硬化不銹鋼來說，會因馬氏體轉變應力(li)太大，有產生裂紋的(de)可能(neng)性。
二、調整處(chu)理(li)
調整(zheng)處理(li)也常(chang)稱T處理(li)（Transformation treatment),有時也叫(jiao)相(xiang)變處理(li)。
所謂(wei)調整處理，簡而言之，就是(shi)調整鋼的馬(ma)氏體轉變點Ms和Mf。這(zhe)種(zhong)方法(fa)主要用于半奧氏體沉淀(dian)硬化不銹鋼，有時也用于馬(ma)氏體沉淀(dian)硬化不銹鋼。
半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)的(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)點(dian)(dian)(dian)較低(di)(di)，固溶處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)組(zu)織基(ji)(ji)本上是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織，基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)強度較低(di)(di)，在(zai)這種組(zu)織條件(jian)下進行時效(xiao)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)強化(hua)效(xiao)果不好(hao)。為(wei)此，在(zai)固溶后應進行一(yi)次以提(ti)高(gao)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)(dian)為(wei)目的(de)(de)的(de)(de)熱處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。眾所周(zhou)知，為(wei)提(ti)高(gao)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)(dian)，降低(di)(di)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)穩定(ding)性，重要的(de)(de)手段之一(yi)是(shi)將(jiang)鋼(gang)加熱到(dao)一(yi)定(ding)溫度并保溫，使奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)碳和合(he)(he)金元素(su)析出，降低(di)(di)基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中合(he)(he)金的(de)(de)濃度。這樣(yang)，在(zai)冷卻時，由(you)于奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)穩定(ding)性降低(di)(di)，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)點(dian)(dian)(dian)提(ti)高(gao)，調整處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)冷卻后原奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)將(jiang)轉(zhuan)變(bian)成馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。此時，半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)的(de)(de)基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織基(ji)(ji)本上是(shi)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。在(zai)此基(ji)(ji)礎(chu)上再進行時效(xiao)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，會(hui)獲得較好(hao)的(de)(de)強化(hua)效(xiao)果。調整處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)對馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)提(ti)高(gao)作用見圖5-2。
圖5-2是半奧(ao)氏體(ti)(ti)沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)0Cr17Ni7Al加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度對Ms點(dian)的影(ying)響關系(xi)。有資料報道，0Cr17Ni7Al 鋼(gang)加(jia)(jia)熱(re)(re)到1038℃時(shi)(shi)，Ms點(dian)約(yue)為(wei)－196℃;加(jia)(jia)熱(re)(re)到945℃,M.點(dian)約(yue)為(wei)－73℃;加(jia)(jia)熱(re)(re)到800℃時(shi)(shi)，Ms點(dian)約(yue)為(wei)＋90℃.這個結果足可說明用加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度來調整半奧(ao)氏體(ti)(ti)沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)M.點(dian)溫度的重要作用。隨著M,點(dian)的變(bian)(bian)化(hua)，冷(leng)卻后(hou)組織(zhi)中馬氏體(ti)(ti)與奧(ao)氏體(ti)(ti)的比例也有明顯變(bian)(bian)化(hua)，見(jian)圖5-2的下半部分。
所以，半奧氏(shi)(shi)體沉淀(dian)硬化不銹鋼在固溶處理(li)后再(zai)進行一次調整(zheng)處理(li)，可(ke)獲得基本上以馬氏(shi)(shi)體為(wei)基體的(de)組(zu)織，再(zai)經時效處理(li)，即可(ke)保證該種材(cai)料(liao)的(de)性能達到要求。
半奧氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼(gang)調整處(chu)理加熱溫度應(ying)根據預想的調整處(chu)理效果來確定（見(jian)熱處(chu)理工藝部分(fen)）。
三(san)、冷(leng)變形處理
冷變形處理(li)也常(chang)稱C處理(li)（Cold Working)。
冷(leng)變形處(chu)理主要(yao)用于半奧氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)－鐵素體(ti)沉(chen)淀硬化不銹鋼。
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。
半奧氏體(ti)、奧氏體(ti)、奧氏體(ti)－鐵素體(ti)型(xing)沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)，固溶處(chu)(chu)理(li)后進行一定(ding)程度的冷變(bian)形(xing)，在(zai)基體(ti)組織(zhi)強(qiang)化(hua)后再進行時效處(chu)(chu)理(li)，可使材料獲得理(li)想的性能和強(qiang)化(hua)效果。
通過(guo)冷變形處理，材(cai)料塑性、韌性下降，強度(du)明顯提(ti)高。
四(si)、冷(leng)處理
冷處(chu)理也常稱為R處(chu)理（Refrigeration treatment).
沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼的冷處理也是(shi)為了促進奧(ao)氏(shi)體向(xiang)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
沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹鋼的時效處(chu)理也常(chang)稱為H處(chu)理（Hardening treatment),有的也叫沉(chen)淀(dian)硬化(hua)處(chu)理或硬化(hua)處(chu)理。
時效處(chu)理是所有(you)沉淀(dian)(dian)硬化不銹鋼必須進行的處(chu)理程(cheng)序，也是沉淀(dian)(dian)硬化不銹鋼熱處(chu)理中最(zui)重要(yao)的處(chu)理程(cheng)序。
時(shi)效(xiao)處理的目的是(shi)使(shi)過飽和溶(rong)于基體中(zhong)的沉淀硬(ying)化合金元素以極細的質(zhi)點(dian)形式析出(chu)，這(zhe)種(zhong)析出(chu)質(zhi)點(dian)可(ke)能(neng)是(shi)合金元素的質(zhi)點(dian)，也可(ke)能(neng)是(shi)金屬間化合物的質(zhi)點(dian)。這(zhe)種(zhong)析出(chu)質(zhi)點(dian)的形態與分布和時(shi)效(xiao)溫度(du)及保溫時(shi)間有關(guan)。
以(yi)銅為例。銅過(guo)飽(bao)和固溶(rong)于(yu)基體(ti)中時(shi)(shi)(shi)，當加(jia)熱到一(yi)(yi)定(ding)溫(wen)度(du)(du)，首先是(shi)過(guo)飽(bao)和相脫(tuo)溶(rong)，在(zai)(zai)(zai)析(xi)出銅顆粒(li)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)中，最(zui)初形式是(shi)富(fu)鋼(gang)(gang)的(de)偏(pian)(pian)聚區，是(shi)亞(ya)穩定(ding)相，與(yu)母(mu)體(ti)保(bao)持共格，當長(chang)(chang)大(da)到一(yi)(yi)定(ding)程(cheng)(cheng)度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)，才能形成e-Cu沉(chen)淀顆粒(li)。這一(yi)(yi)理論已經用(yong)試(shi)驗(yan)予以(yi)證實。如(ru)對含(han)1.12%銅的(de)高純鋼(gang)(gang)經850℃加(jia)熱后水冷的(de)固溶(rong)處(chu)理，在(zai)(zai)(zai)光學(xue)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)下(xia)只能觀(guan)(guan)察到多(duo)邊形鐵素(su)體(ti)形態，在(zai)(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)晶粒(li)內看不到任何析(xi)出物，說(shuo)明(ming)這時(shi)(shi)(shi)的(de)鐵素(su)體(ti)是(shi)含(han)銅的(de)過(guo)飽(bao)和鐵素(su)體(ti)。經550℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)不同時(shi)(shi)(shi)間(jian)，其硬(ying)度(du)(du)會(hui)發(fa)生明(ming)顯(xian)(xian)變化，呈升高趨勢，但是(shi)在(zai)(zai)(zai)光學(xue)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)下(xia)的(de)鐵素(su)體(ti)組織(zhi)卻未(wei)發(fa)生明(ming)顯(xian)(xian)變化，仍(reng)然觀(guan)(guan)察下(xia)到沉(chen)淀析(xi)出物，而在(zai)(zai)(zai)電子(zi)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(jing)(jing)下(xia)以(yi)數十萬(wan)倍觀(guan)(guan)察，才能發(fa)現只有5~25mm的(de)“顆粒(li)”，并確(que)認是(shi)銅原子(zi)偏(pian)(pian)聚區。進一(yi)(yi)步提(ti)高時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)，便可發(fa)現在(zai)(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)基體(ti)上(shang)有較清晰的(de)顆粒(li)。更(geng)長(chang)(chang)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)則可發(fa)現E-Cu顆粒(li)。如(ru)果再進一(yi)(yi)步提(ti)高時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)和延長(chang)(chang)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，原子(zi)擴散更(geng)容易，顆粒(li)會(hui)進一(yi)(yi)步長(chang)(chang)大(da)、粗化，反映在(zai)(zai)(zai)硬(ying)度(du)(du)上(shang)呈下(xia)降(jiang)趨勢，材料處(chu)于(yu)過(guo)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)狀態。可見，沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼(gang)(gang)的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)果與(yu)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)(du)和保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)有關(guan)。見圖5-3。
時(shi)效溫度和時(shi)間的(de)選擇是依據對(dui)材料的(de)強化(hua)目(mu)標確(que)定的(de)。時(shi)效溫度對(dui)時(shi)效效果的(de)影響比時(shi)效時(shi)間更明顯。
六(liu)、均勻(yun)化處理
沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼的(de)均勻化(hua)處(chu)理主要用于(yu)鑄件(jian)(jian)。作用是改善鑄件(jian)(jian)成分和組織的(de)不均勻性，細化(hua)晶(jing)粒(li)，并使鑄件(jian)(jian)凝固時形成的(de)多邊形鐵素體趨于(yu)球化(hua)。鑄件(jian)(jian)經過均勻化(hua)處(chu)理，對以后(hou)的(de)固溶效果及最終時效強化(hua)效果有積極的(de)作用。
均勻化處(chu)理溫度(du)一(yi)般(ban)選在1060~1150℃。
七、焊后(hou)熱處(chu)理
沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼的焊(han)后(hou)(hou)熱處(chu)理包(bao)含鑄件補焊(han)后(hou)(hou)或結構件焊(han)接后(hou)(hou)的熱處(chu)理。
焊(han)后(hou)熱處(chu)理的(de)(de)目的(de)(de)和作用依焊(han)接或鑄件補(bu)焊(han)前材料的(de)(de)熱處(chu)理狀態而確(que)定(ding)。焊(han)前材料未經(jing)過固溶處(chu)理，焊(han)后(hou)應進(jin)行(xing)固溶處(chu)理和時(shi)效處(chu)理，以保(bao)證(zheng)母(mu)體及焊(han)縫（或補(bu)焊(han)處(chu)）達到要求的(de)(de)性(xing)能，如果(guo)焊(han)前材料經(jing)過了固溶處(chu)理或固溶時(shi)效處(chu)理，則焊(han)后(hou)可采用時(shi)效處(chu)理或略低于時(shi)效溫(wen)度(du)的(de)(de)去應力處(chu)理。
上(shang)面介紹了沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼常見(jian)的(de)幾種熱處理方式，實際上(shang)，應根據鋼的(de)具體(ti)類型、制品特性等因素(su)，采用不同組合(he)方式。另外，沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼的(de)熱處理方式，習慣上(shang)以英文字母表(biao)示(shi)，在溫度(du)表(biao)示(shi)上(shang)常以℉(華(hua)氏(shi)度(du)）或℃(攝氏(shi)度(du)）表(biao)示(shi)，有(you)時(shi)需冷變(bian)形時(shi)，對冷變(bian)形量也有(you)表(biao)示(shi)。舉例如(ru)下。
［例1] A+H500(用℃表示時(shi)）或A+H930(用℉表示時(shi)）
即為固(gu)溶處理(li)后再(zai)經500℃(930F)的時效處理(li)。常用于馬氏體沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼。
［例2] A+TH500
即為固(gu)溶處(chu)理(li)后經調整處(chu)理(li)，再(zai)經500℃時效處(chu)理(li)。常用于半奧氏體(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼(gang)。
［例3]A+C,H500
即(ji)為固溶處理后(hou)經50%冷(leng)變形，再(zai)經500℃時效(xiao)處理。常用(yong)于(yu)奧氏體沉淀硬化不(bu)銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為固(gu)溶處理后經調整處理，－70℃的冷(leng)處理和500℃的時(shi)效處理。常用于奧(ao)氏體(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼。
