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。
沉淀硬化不銹(xiu)鋼的(de)基體(ti)組織有所不同(tong)，但是(shi)，依(yi)靠沉淀相(xiang)強化的(de)作用是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)。
可見(jian)，沉淀(dian)(dian)硬化不銹鋼的(de)(de)熱處理主要有兩個過程，即(ji)先獲取穩(wen)定的(de)(de)基體組織，再令第(di)二相質點沉淀(dian)(dian)析出。
就(jiu)上述四個類型的(de)沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼而言(yan)，為達到強(qiang)化(hua)的(de)目(mu)的(de)，處理的(de)主要過程可(ke)有(you)如下(xia)幾種(zhong)形式。
一、固溶處理
固(gu)溶處(chu)理也常稱A處(chu)理（Austenite Conditioning).這是(shi)對任何一種沉淀硬化不銹(xiu)鋼都(dou)要經(jing)歷(li)的(de)(de)一個熱(re)處(chu)理過(guo)程(cheng)。利用某些元(yuan)素(su)（這里主要是(shi)作為(wei)沉淀相析出的(de)(de)元(yuan)素(su)）在高(gao)溫(wen)溶解度大、低溫(wen)溶解度小的(de)(de)特(te)點，通過(guo)高(gao)溫(wen)加熱(re)，使可沉淀元(yuan)素(su)充(chong)分地溶于(yu)(yu)基(ji)體組織中，保證在以后(hou)的(de)(de)冷卻過(guo)程(cheng)中處(chu)于(yu)(yu)過(guo)飽(bao)和狀態，為(wei)下一步的(de)(de)時效過(guo)程(cheng)中能大量地彌(mi)散析出創造充(chong)分條(tiao)件。
以銅(tong)(tong)為例，見(jian)圖5-1,銅(tong)(tong)在(zai)(zai)1096℃時在(zai)(zai)γ-Fe中(zhong)的溶解度(du)約為8.2%,850℃時在(zai)(zai)γ-Fe中(zhong)的最大溶解度(du)為3.1%,在(zai)(zai)α-Fe中(zhong)最大溶解度(du)為2.2%.而在(zai)(zai)室溫下在(zai)(zai)α-Fe中(zhong)的溶解度(du)僅(jin)為0.2%左右(you)。由此可(ke)見(jian)，含銅(tong)(tong)元素的鋼(gang)自高溫快(kuai)速冷卻(que)到室溫后(hou)，銅(tong)(tong)是呈過(guo)飽(bao)和(he)狀態存在(zai)(zai)于基體中(zhong)的。在(zai)(zai)一(yi)定條件(jian)下（如重新加熱(re)到某一(yi)溫度(du)），銅(tong)(tong)將(jiang)沉(chen)淀析出。
固溶處理效果對材(cai)料熱(re)處理后的最終(zhong)結(jie)果的影(ying)響是重(zhong)要的，所以(yi)，固溶處理的加熱(re)和冷卻控制應予(yu)以(yi)注意(yi)。
固(gu)(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)溫(wen)度(du)不(bu)足或保溫(wen)時間不(bu)足，合金元素不(bu)能(neng)較好地溶(rong)(rong)解于(yu)基體(ti)(ti)中(zhong)，沉(chen)淀(dian)強化元素在以后的(de)時效過程中(zhong)的(de)析出(chu)量(liang)不(bu)足，將影(ying)(ying)響強化效果。其中(zhong)，對(dui)于(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)和半(ban)奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來(lai)說，固(gu)(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)不(bu)足，還會(hui)(hui)影(ying)(ying)響基體(ti)(ti)強度(du)。固(gu)(gu)溶(rong)(rong)加熱(re)溫(wen)度(du)過高(gao)(gao)使鋼(gang)的(de)晶粒變粗，使固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理后的(de)組織(zhi)粗大，影(ying)(ying)響性(xing)能(neng)，特別是使沖擊韌性(xing)降(jiang)低(di)。此外，對(dui)于(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)和半(ban)奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，還會(hui)(hui)因奧氏(shi)體(ti)(ti)化溫(wen)度(du)高(gao)(gao)，合金元素過量(liang)溶(rong)(rong)解，提高(gao)(gao)了奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)穩定性(xing)，降(jiang)低(di)了Ms點，會(hui)(hui)使鋼(gang)中(zhong)產生過量(liang)的(de)殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)（對(dui)于(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)）或奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)比例增大（對(dui)于(yu)半(ban)奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)），同樣會(hui)(hui)影(ying)(ying)響最終的(de)熱(re)處理效果和性(xing)能(neng)。
固溶處(chu)理的(de)冷(leng)(leng)卻(que)，首先(xian)應保(bao)證(zheng)足夠的(de)冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度，使沉淀(dian)強化元素(su)充(chong)分固溶于(yu)基體中(zhong)。如(ru)果冷(leng)(leng)卻(que)太(tai)慢，會使沉淀(dian)強化元素(su)在固溶冷(leng)(leng)卻(que)時就析出(chu)，這個過(guo)程的(de)析出(chu)效果遠不(bu)及(ji)以后時效過(guo)程中(zhong)的(de)析出(chu)效果。固溶冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程中(zhong)的(de)析出(chu)，會降低最終的(de)沉淀(dian)強化效果。但是，太(tai)快的(de)固溶冷(leng)(leng)卻(que)速(su)度對馬氏體沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)來(lai)說，會因馬氏體轉變應力(li)太(tai)大，有產生裂紋的(de)可(ke)能(neng)性。
二、調(diao)整處理
調整(zheng)處理也常稱T處理（Transformation treatment),有時也叫相變(bian)處理。
所(suo)謂調整(zheng)處理，簡而(er)言之，就是調整(zheng)鋼的馬氏體轉(zhuan)變(bian)點Ms和(he)Mf。這種方法主要用(yong)于半(ban)奧氏體沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼，有時也用(yong)于馬氏體沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼。
半(ban)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼的(de)馬氏(shi)(shi)體轉(zhuan)變(bian)點(dian)較(jiao)低，固溶處(chu)理(li)(li)后(hou)的(de)組(zu)織(zhi)基(ji)本(ben)上(shang)是(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體組(zu)織(zhi)，基(ji)體強度(du)較(jiao)低，在這(zhe)種(zhong)組(zu)織(zhi)條件(jian)下(xia)進(jin)(jin)行(xing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)(li)的(de)強化(hua)效果不好。為(wei)此(ci)，在固溶后(hou)應進(jin)(jin)行(xing)一(yi)次以提(ti)高(gao)馬氏(shi)(shi)體點(dian)為(wei)目的(de)的(de)熱(re)處(chu)理(li)(li)。眾所周知，為(wei)提(ti)高(gao)馬氏(shi)(shi)體點(dian)，降(jiang)低奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體的(de)穩(wen)定性，重(zhong)要(yao)的(de)手段之一(yi)是(shi)將鋼加熱(re)到一(yi)定溫度(du)并保溫，使奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)的(de)碳和合金元素析出，降(jiang)低基(ji)體中(zhong)合金的(de)濃度(du)。這(zhe)樣，在冷卻時(shi)(shi)，由于奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體穩(wen)定性降(jiang)低，馬氏(shi)(shi)體轉(zhuan)變(bian)點(dian)提(ti)高(gao)，調整(zheng)處(chu)理(li)(li)冷卻后(hou)原(yuan)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體將轉(zhuan)變(bian)成馬氏(shi)(shi)體。此(ci)時(shi)(shi)，半(ban)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼的(de)基(ji)體組(zu)織(zhi)基(ji)本(ben)上(shang)是(shi)馬氏(shi)(shi)體。在此(ci)基(ji)礎上(shang)再進(jin)(jin)行(xing)時(shi)(shi)效處(chu)理(li)(li)，會獲得(de)較(jiao)好的(de)強化(hua)效果。調整(zheng)處(chu)理(li)(li)對馬氏(shi)(shi)體點(dian)的(de)提(ti)高(gao)作(zuo)用見圖(tu)5-2。
圖5-2是半奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼0Cr17Ni7Al加熱(re)溫(wen)(wen)度對(dui)Ms點(dian)的(de)影響關(guan)系。有資料(liao)報道，0Cr17Ni7Al 鋼加熱(re)到(dao)1038℃時(shi)，Ms點(dian)約為－196℃;加熱(re)到(dao)945℃,M.點(dian)約為－73℃;加熱(re)到(dao)800℃時(shi)，Ms點(dian)約為＋90℃.這(zhe)個結果足可說明(ming)用加熱(re)溫(wen)(wen)度來調(diao)整半奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼M.點(dian)溫(wen)(wen)度的(de)重(zhong)要作用。隨著M,點(dian)的(de)變化，冷卻(que)后組織中馬氏體(ti)(ti)與奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)的(de)比例也有明(ming)顯變化，見圖5-2的(de)下半部分。
所以，半(ban)奧氏(shi)體沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)固溶處(chu)(chu)理(li)后再(zai)進行一(yi)次調整處(chu)(chu)理(li)，可(ke)獲得(de)基本上以馬氏(shi)體為基體的組織，再(zai)經時(shi)效處(chu)(chu)理(li)，即可(ke)保證該種材料(liao)的性能達到(dao)要求(qiu)。
半奧氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼(gang)調(diao)整處理加熱溫(wen)度(du)應根據預(yu)想的調(diao)整處理效果(guo)來確定（見熱處理工藝部分）。
三、冷變形處理
冷變形處理(li)也常稱(cheng)C處理(li)（Cold Working)。
冷變(bian)形處理主要用于半(ban)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)、奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)、奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)－鐵素(su)體(ti)沉淀硬化不銹鋼。
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(ban)奧(ao)氏(shi)體、奧(ao)氏(shi)體、奧(ao)氏(shi)體－鐵素(su)體型沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼(gang)，固(gu)溶處(chu)理后進行一定程度的冷(leng)變形，在(zai)基體組織強化后再進行時效處(chu)理，可使材料獲得理想的性能和強化效果。
通過(guo)冷變形處理(li)，材(cai)料塑性、韌性下降，強度明顯提(ti)高。
四、冷處理
冷處理(li)也常稱為R處理(li)（Refrigeration treatment).
沉淀硬化不銹(xiu)鋼的冷處(chu)理也是為(wei)了促進奧氏(shi)體向馬氏(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
沉淀(dian)(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)的時效處理(li)也常稱為H處理(li)（Hardening treatment),有的也叫沉淀(dian)(dian)硬(ying)化處理(li)或硬(ying)化處理(li)。
時(shi)效處理(li)是所有沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼必須進行的處理(li)程序(xu)，也是沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼熱處理(li)中最重(zhong)要的處理(li)程序(xu)。
時效(xiao)(xiao)處理的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)使過飽和(he)溶于(yu)基(ji)體中的(de)(de)沉(chen)淀硬化合金(jin)元素(su)以極細的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)形式析出(chu)，這種(zhong)析出(chu)質(zhi)(zhi)點(dian)可能(neng)是(shi)合金(jin)元素(su)的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)，也(ye)可能(neng)是(shi)金(jin)屬間(jian)(jian)化合物(wu)的(de)(de)質(zhi)(zhi)點(dian)。這種(zhong)析出(chu)質(zhi)(zhi)點(dian)的(de)(de)形態與(yu)分布(bu)和(he)時效(xiao)(xiao)溫度及保溫時間(jian)(jian)有關。
以銅(tong)(tong)(tong)為例。銅(tong)(tong)(tong)過飽和(he)固(gu)溶(rong)(rong)于基體(ti)中時(shi)(shi)(shi)，當加(jia)熱到一(yi)(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)溫(wen)度(du)(du)，首先(xian)是(shi)過飽和(he)相脫溶(rong)(rong)，在(zai)(zai)析出(chu)銅(tong)(tong)(tong)顆(ke)粒(li)(li)的(de)過程(cheng)中，最初形式是(shi)富鋼的(de)偏聚區，是(shi)亞穩(wen)定(ding)(ding)(ding)相，與母體(ti)保(bao)持共格，當長(chang)大到一(yi)(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)程(cheng)度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)，才能形成e-Cu沉(chen)淀(dian)顆(ke)粒(li)(li)。這(zhe)一(yi)(yi)(yi)(yi)理論已經(jing)用(yong)試驗(yan)予以證實。如對(dui)含1.12%銅(tong)(tong)(tong)的(de)高純鋼經(jing)850℃加(jia)熱后水(shui)冷的(de)固(gu)溶(rong)(rong)處理，在(zai)(zai)光學(xue)顯(xian)微鏡下(xia)只能觀察到多(duo)邊形鐵(tie)素(su)體(ti)形態(tai)，在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)晶粒(li)(li)內看(kan)不(bu)到任何析出(chu)物，說明這(zhe)時(shi)(shi)(shi)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)是(shi)含銅(tong)(tong)(tong)的(de)過飽和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)。經(jing)550℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)不(bu)同時(shi)(shi)(shi)間(jian)，其硬度(du)(du)會發生明顯(xian)變(bian)化(hua)(hua)，呈(cheng)(cheng)升高趨勢，但(dan)是(shi)在(zai)(zai)光學(xue)顯(xian)微鏡下(xia)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)組織卻(que)未發生明顯(xian)變(bian)化(hua)(hua)，仍(reng)然(ran)觀察下(xia)到沉(chen)淀(dian)析出(chu)物，而在(zai)(zai)電子顯(xian)微鏡下(xia)以數十萬倍觀察，才能發現(xian)只有(you)5~25mm的(de)“顆(ke)粒(li)(li)”，并確認是(shi)銅(tong)(tong)(tong)原子偏聚區。進(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)步提高時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)，便可(ke)發現(xian)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)基體(ti)上有(you)較清晰的(de)顆(ke)粒(li)(li)。更長(chang)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)則可(ke)發現(xian)E-Cu顆(ke)粒(li)(li)。如果再(zai)進(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)步提高時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)和(he)延長(chang)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，原子擴散更容易，顆(ke)粒(li)(li)會進(jin)一(yi)(yi)(yi)(yi)步長(chang)大、粗化(hua)(hua)，反映在(zai)(zai)硬度(du)(du)上呈(cheng)(cheng)下(xia)降趨勢，材料處于過時(shi)(shi)(shi)效(xiao)狀態(tai)。可(ke)見，沉(chen)淀(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼的(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)效(xiao)果與時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度(du)(du)和(he)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)有(you)關。見圖5-3。
時(shi)效(xiao)溫度和(he)時(shi)間的(de)選擇是依據對材料的(de)強化(hua)目標(biao)確定的(de)。時(shi)效(xiao)溫度對時(shi)效(xiao)效(xiao)果的(de)影響比時(shi)效(xiao)時(shi)間更明顯(xian)。
六、均勻(yun)化處理(li)
沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼的(de)均勻(yun)化(hua)(hua)處理(li)主要用(yong)于鑄件(jian)。作用(yong)是改(gai)善(shan)鑄件(jian)成分和組織的(de)不均勻(yun)性，細化(hua)(hua)晶粒，并使鑄件(jian)凝(ning)固時形(xing)成的(de)多邊形(xing)鐵素體趨于球化(hua)(hua)。鑄件(jian)經過均勻(yun)化(hua)(hua)處理(li)，對以后的(de)固溶效果及最終時效強化(hua)(hua)效果有積(ji)極的(de)作用(yong)。
均勻化處理溫度(du)一(yi)般(ban)選在(zai)1060~1150℃。
七、焊后(hou)熱處理
沉淀硬化不銹鋼(gang)的焊(han)后熱處理包含鑄件補焊(han)后或結構(gou)件焊(han)接(jie)后的熱處理。
焊(han)(han)后熱處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)目的(de)和作用依焊(han)(han)接或(huo)(huo)(huo)(huo)鑄件(jian)補(bu)焊(han)(han)前材(cai)(cai)料(liao)的(de)熱處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)狀態而確定。焊(han)(han)前材(cai)(cai)料(liao)未經(jing)(jing)過固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，焊(han)(han)后應(ying)進行固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)和時效(xiao)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，以保證母體及(ji)焊(han)(han)縫（或(huo)(huo)(huo)(huo)補(bu)焊(han)(han)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)）達(da)到要求(qiu)的(de)性能，如果焊(han)(han)前材(cai)(cai)料(liao)經(jing)(jing)過了固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)或(huo)(huo)(huo)(huo)固(gu)溶(rong)時效(xiao)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，則焊(han)(han)后可采用時效(xiao)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)或(huo)(huo)(huo)(huo)略低于時效(xiao)溫度的(de)去(qu)應(ying)力處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。
上面介(jie)紹了沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼常見的幾種熱處理方式，實際上，應根據鋼的具體類型、制品特(te)性等因素，采用不同(tong)組(zu)合方式。另外，沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼的熱處理方式，習慣上以英文(wen)字母表示(shi)，在(zai)溫度表示(shi)上常以℉(華氏(shi)(shi)度）或℃(攝氏(shi)(shi)度）表示(shi)，有(you)時(shi)需冷變形時(shi)，對冷變形量也有(you)表示(shi)。舉例如下。
［例1] A+H500(用℃表示時）或A+H930(用℉表示時）
即為固溶處理后再經(jing)500℃(930F)的(de)時效(xiao)處理。常用于馬(ma)氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例2] A+TH500
即為固溶處理(li)后經調(diao)整處理(li)，再(zai)經500℃時效處理(li)。常用于半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬化不銹(xiu)鋼。
［例3]A+C,H500
即(ji)為固(gu)溶處理(li)后經50%冷變形(xing)，再(zai)經500℃時效處理(li)。常用(yong)于奧氏(shi)體(ti)沉淀硬化不銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為(wei)固溶處(chu)理(li)后經調整處(chu)理(li)，－70℃的冷(leng)處(chu)理(li)和500℃的時效(xiao)處(chu)理(li)。常用(yong)于(yu)奧氏體沉淀硬化(hua)不銹鋼。
