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(ying)化不(bu)銹鋼的基(ji)體組織(zhi)有所不(bu)同(tong)，但是，依靠沉淀(dian)相(xiang)強化的作用(yong)是相(xiang)同(tong)的。
可(ke)見，沉淀硬化不銹鋼的熱處理主(zhu)要有兩(liang)個過程，即先獲取穩(wen)定的基體組(zu)織(zhi)，再(zai)令(ling)第(di)二相(xiang)質點沉淀析出。
就上述四個類型的(de)沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼而言，為達到強化的(de)目的(de)，處理(li)的(de)主要過程可有如(ru)下幾種形式。
一(yi)、固溶(rong)處理
固溶處(chu)理(li)也常稱A處(chu)理(li)（Austenite Conditioning).這(zhe)是(shi)對(dui)任何一(yi)(yi)種(zhong)沉淀(dian)硬化不銹鋼都要(yao)經歷的一(yi)(yi)個熱處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)。利(li)用(yong)某些元素(su)（這(zhe)里(li)主要(yao)是(shi)作(zuo)為沉淀(dian)相析出的元素(su)）在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)溶解度(du)(du)大(da)、低(di)溫(wen)(wen)溶解度(du)(du)小的特(te)點，通(tong)過(guo)高溫(wen)(wen)加(jia)熱，使可沉淀(dian)元素(su)充分(fen)地溶于(yu)基(ji)體(ti)組織中，保證(zheng)在(zai)(zai)以(yi)后的冷卻(que)過(guo)程(cheng)中處(chu)于(yu)過(guo)飽和(he)狀態，為下(xia)一(yi)(yi)步的時效過(guo)程(cheng)中能大(da)量地彌散析出創造(zao)充分(fen)條件。
以銅為例，見圖5-1,銅在(zai)1096℃時在(zai)γ-Fe中的(de)(de)溶解度(du)約為8.2%,850℃時在(zai)γ-Fe中的(de)(de)最大溶解度(du)為3.1%,在(zai)α-Fe中最大溶解度(du)為2.2%.而在(zai)室溫下在(zai)α-Fe中的(de)(de)溶解度(du)僅為0.2%左右(you)。由此可見，含銅元(yuan)素的(de)(de)鋼自(zi)高溫快速(su)冷卻(que)到室溫后，銅是呈過飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)存在(zai)于基(ji)體(ti)中的(de)(de)。在(zai)一定條(tiao)件下（如重新加熱(re)到某一溫度(du)），銅將(jiang)沉淀析出(chu)。
固溶處(chu)理效果對材料熱(re)處(chu)理后的(de)(de)最終結(jie)果的(de)(de)影響是重要的(de)(de)，所以，固溶處(chu)理的(de)(de)加熱(re)和冷卻控制應予以注意。
固(gu)溶(rong)(rong)加熱溫(wen)(wen)度不(bu)足(zu)(zu)或保溫(wen)(wen)時間不(bu)足(zu)(zu)，合金元(yuan)素不(bu)能(neng)較(jiao)好(hao)地溶(rong)(rong)解于(yu)基體(ti)中(zhong)，沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)強(qiang)化(hua)(hua)元(yuan)素在以后的(de)(de)(de)時效過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)析(xi)出量不(bu)足(zu)(zu)，將影響強(qiang)化(hua)(hua)效果(guo)。其中(zhong)，對(dui)于(yu)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)和(he)(he)半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼來說，固(gu)溶(rong)(rong)加熱不(bu)足(zu)(zu)，還會影響基體(ti)強(qiang)度。固(gu)溶(rong)(rong)加熱溫(wen)(wen)度過(guo)高使(shi)鋼的(de)(de)(de)晶粒變粗，使(shi)固(gu)溶(rong)(rong)處理后的(de)(de)(de)組織粗大(da)，影響性能(neng)，特別(bie)是使(shi)沖(chong)擊(ji)韌性降(jiang)(jiang)低。此外，對(dui)于(yu)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)和(he)(he)半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼，還會因奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度高，合金元(yuan)素過(guo)量溶(rong)(rong)解，提(ti)高了(le)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)穩定性，降(jiang)(jiang)低了(le)Ms點，會使(shi)鋼中(zhong)產(chan)生過(guo)量的(de)(de)(de)殘留奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)（對(dui)于(yu)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼）或奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)比例增大(da)（對(dui)于(yu)半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼），同樣會影響最終的(de)(de)(de)熱處理效果(guo)和(he)(he)性能(neng)。
固溶(rong)(rong)處(chu)理(li)的(de)冷卻(que)，首先應保證足夠的(de)冷卻(que)速度，使(shi)沉淀(dian)(dian)強(qiang)(qiang)化元素充分固溶(rong)(rong)于基體(ti)中(zhong)。如果冷卻(que)太慢，會使(shi)沉淀(dian)(dian)強(qiang)(qiang)化元素在固溶(rong)(rong)冷卻(que)時就析(xi)(xi)出(chu)，這個過(guo)程的(de)析(xi)(xi)出(chu)效(xiao)果遠(yuan)不及以(yi)后時效(xiao)過(guo)程中(zhong)的(de)析(xi)(xi)出(chu)效(xiao)果。固溶(rong)(rong)冷卻(que)過(guo)程中(zhong)的(de)析(xi)(xi)出(chu)，會降(jiang)低最終的(de)沉淀(dian)(dian)強(qiang)(qiang)化效(xiao)果。但是，太快的(de)固溶(rong)(rong)冷卻(que)速度對馬(ma)氏體(ti)沉淀(dian)(dian)硬化不銹(xiu)鋼來(lai)說，會因馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變應力太大，有產生裂紋的(de)可能性。
二、調整處理(li)
調(diao)整處(chu)(chu)理也常稱T處(chu)(chu)理（Transformation treatment),有時也叫相變(bian)處(chu)(chu)理。
所謂調(diao)(diao)整(zheng)處理，簡而言之，就是調(diao)(diao)整(zheng)鋼的(de)馬氏體(ti)轉變點Ms和Mf。這(zhe)種方法主要用于半奧氏體(ti)沉淀硬化不銹鋼，有(you)時(shi)也用于馬氏體(ti)沉淀硬化不銹鋼。
半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼的(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變點(dian)較低(di)，固溶處(chu)(chu)理(li)后的(de)(de)組織基本(ben)上是奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)組織，基體(ti)(ti)強(qiang)度(du)較低(di)，在這種組織條件下進行時(shi)效處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)效果不(bu)好。為(wei)(wei)此，在固溶后應進行一次以(yi)提(ti)高(gao)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)點(dian)為(wei)(wei)目的(de)(de)的(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)。眾所周知，為(wei)(wei)提(ti)高(gao)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)點(dian)，降(jiang)低(di)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)穩定性，重要的(de)(de)手段(duan)之(zhi)一是將(jiang)鋼加熱到一定溫(wen)度(du)并(bing)保溫(wen)，使奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)碳和合(he)金(jin)元素析出(chu)，降(jiang)低(di)基體(ti)(ti)中(zhong)合(he)金(jin)的(de)(de)濃度(du)。這樣，在冷(leng)卻時(shi)，由于奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩定性降(jiang)低(di)，馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變點(dian)提(ti)高(gao)，調整處(chu)(chu)理(li)冷(leng)卻后原(yuan)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)將(jiang)轉(zhuan)變成(cheng)馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。此時(shi)，半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼的(de)(de)基體(ti)(ti)組織基本(ben)上是馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。在此基礎上再進行時(shi)效處(chu)(chu)理(li)，會獲得較好的(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)效果。調整處(chu)(chu)理(li)對馬氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)點(dian)的(de)(de)提(ti)高(gao)作用見圖(tu)5-2。
圖5-2是半奧氏(shi)(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)0Cr17Ni7Al加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度對Ms點(dian)(dian)的影響關系。有資料報(bao)道，0Cr17Ni7Al 鋼(gang)加(jia)(jia)熱(re)到(dao)(dao)1038℃時(shi)，Ms點(dian)(dian)約為－196℃;加(jia)(jia)熱(re)到(dao)(dao)945℃,M.點(dian)(dian)約為－73℃;加(jia)(jia)熱(re)到(dao)(dao)800℃時(shi)，Ms點(dian)(dian)約為＋90℃.這個結(jie)果(guo)足可說明(ming)用加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度來調(diao)整半奧氏(shi)(shi)體沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)M.點(dian)(dian)溫(wen)(wen)度的重要(yao)作(zuo)用。隨著M,點(dian)(dian)的變(bian)化(hua)，冷卻后組織(zhi)中(zhong)馬氏(shi)(shi)體與奧氏(shi)(shi)體的比例(li)也(ye)有明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)，見圖5-2的下半部分。
所(suo)以，半(ban)奧氏(shi)體沉淀硬化不銹鋼在(zai)固溶(rong)處理后(hou)再進行一(yi)次調(diao)整處理，可(ke)獲得基本上以馬氏(shi)體為(wei)基體的(de)組織(zhi)，再經時效處理，即可(ke)保證(zheng)該種材料的(de)性能達到要求。
半奧氏體沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼(gang)調整(zheng)處(chu)(chu)理加熱(re)溫度應根(gen)據預想的調整(zheng)處(chu)(chu)理效果來確定（見(jian)熱(re)處(chu)(chu)理工(gong)藝部分）。
三、冷變形處理(li)
冷變形處理(li)也常稱C處理(li)（Cold Working)。
冷變形處理主(zhu)要用(yong)于半奧氏體(ti)、奧氏體(ti)、奧氏體(ti)－鐵素體(ti)沉(chen)淀硬化不銹鋼(gang)。
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)(shi)體(ti)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)－鐵素體(ti)型沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)，固溶處(chu)理(li)(li)后進行(xing)一定(ding)程度的(de)冷變形，在基體(ti)組織(zhi)強化(hua)后再進行(xing)時效處(chu)理(li)(li)，可使材(cai)料獲得(de)理(li)(li)想(xiang)的(de)性能(neng)和(he)強化(hua)效果。
通過冷變形處理(li)，材料塑性(xing)、韌性(xing)下(xia)降(jiang)，強度明顯提(ti)高。
四(si)、冷處理
冷處理(li)也(ye)常稱為R處理(li)（Refrigeration treatment).
沉淀硬化不銹鋼的冷處理也(ye)是為了促(cu)進奧(ao)氏體向馬氏體特變(bian)。
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
沉淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼的時效處(chu)理也常稱(cheng)為H處(chu)理（Hardening treatment),有的也叫沉淀硬化(hua)處(chu)理或硬化(hua)處(chu)理。
時效(xiao)處理(li)是(shi)所有(you)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)必須進行的(de)處理(li)程(cheng)序，也是(shi)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱處理(li)中最重要的(de)處理(li)程(cheng)序。
時(shi)效(xiao)處理的(de)目(mu)的(de)是(shi)使過飽和(he)溶于(yu)基體中的(de)沉淀(dian)硬化(hua)合(he)金(jin)(jin)元素(su)以極細的(de)質點形(xing)式析(xi)(xi)出(chu)(chu)，這種(zhong)(zhong)析(xi)(xi)出(chu)(chu)質點可能是(shi)合(he)金(jin)(jin)元素(su)的(de)質點，也可能是(shi)金(jin)(jin)屬間(jian)化(hua)合(he)物的(de)質點。這種(zhong)(zhong)析(xi)(xi)出(chu)(chu)質點的(de)形(xing)態與分布和(he)時(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度及保溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)有(you)關。
以銅(tong)為例。銅(tong)過(guo)飽和(he)(he)(he)固溶(rong)(rong)于基(ji)體(ti)中(zhong)時(shi)(shi)(shi)，當加熱到(dao)一定(ding)溫(wen)度(du)，首先是(shi)過(guo)飽和(he)(he)(he)相(xiang)脫溶(rong)(rong)，在(zai)析出(chu)銅(tong)顆(ke)粒(li)的(de)(de)過(guo)程中(zhong)，最(zui)初形式是(shi)富鋼(gang)的(de)(de)偏聚區(qu)，是(shi)亞穩定(ding)相(xiang)，與(yu)母體(ti)保(bao)持(chi)共格(ge)，當長(chang)大到(dao)一定(ding)程度(du)時(shi)(shi)(shi)，才能(neng)形成e-Cu沉淀顆(ke)粒(li)。這(zhe)(zhe)一理論已經(jing)用試驗(yan)予以證實。如對含1.12%銅(tong)的(de)(de)高(gao)(gao)純鋼(gang)經(jing)850℃加熱后(hou)水冷的(de)(de)固溶(rong)(rong)處理，在(zai)光學顯(xian)微鏡(jing)下只能(neng)觀察到(dao)多邊形鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)形態(tai)，在(zai)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)晶粒(li)內看不到(dao)任(ren)何析出(chu)物，說明(ming)這(zhe)(zhe)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)是(shi)含銅(tong)的(de)(de)過(guo)飽和(he)(he)(he)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)。經(jing)550℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)不同時(shi)(shi)(shi)間，其硬(ying)度(du)會(hui)發(fa)生明(ming)顯(xian)變(bian)化，呈(cheng)(cheng)升(sheng)高(gao)(gao)趨勢，但是(shi)在(zai)光學顯(xian)微鏡(jing)下的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)組織卻(que)未發(fa)生明(ming)顯(xian)變(bian)化，仍然(ran)觀察下到(dao)沉淀析出(chu)物，而在(zai)電子顯(xian)微鏡(jing)下以數十萬倍觀察，才能(neng)發(fa)現(xian)(xian)只有(you)(you)5~25mm的(de)(de)“顆(ke)粒(li)”，并確認是(shi)銅(tong)原(yuan)子偏聚區(qu)。進一步(bu)提(ti)高(gao)(gao)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)，便可(ke)發(fa)現(xian)(xian)在(zai)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)基(ji)體(ti)上有(you)(you)較清晰的(de)(de)顆(ke)粒(li)。更長(chang)時(shi)(shi)(shi)間的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)則可(ke)發(fa)現(xian)(xian)E-Cu顆(ke)粒(li)。如果再進一步(bu)提(ti)高(gao)(gao)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)和(he)(he)(he)延長(chang)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間，原(yuan)子擴散更容易，顆(ke)粒(li)會(hui)進一步(bu)長(chang)大、粗化，反映在(zai)硬(ying)度(du)上呈(cheng)(cheng)下降趨勢，材料處于過(guo)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)狀態(tai)。可(ke)見，沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)的(de)(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)和(he)(he)(he)保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間有(you)(you)關。見圖(tu)5-3。
時效(xiao)溫度(du)和時間的(de)(de)(de)選擇是依據對材料的(de)(de)(de)強(qiang)化目(mu)標確定的(de)(de)(de)。時效(xiao)溫度(du)對時效(xiao)效(xiao)果的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)比時效(xiao)時間更(geng)明顯。
六、均勻(yun)化(hua)處理
沉淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)均勻(yun)化(hua)(hua)處(chu)理主要用(yong)(yong)于鑄(zhu)(zhu)件(jian)。作用(yong)(yong)是改善鑄(zhu)(zhu)件(jian)成分(fen)和組織的(de)(de)不(bu)均勻(yun)性(xing)，細化(hua)(hua)晶粒(li)，并(bing)使鑄(zhu)(zhu)件(jian)凝固時形成的(de)(de)多邊形鐵素體(ti)趨于球(qiu)化(hua)(hua)。鑄(zhu)(zhu)件(jian)經過均勻(yun)化(hua)(hua)處(chu)理，對以(yi)后的(de)(de)固溶效(xiao)果(guo)(guo)及最終時效(xiao)強(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果(guo)(guo)有積(ji)極的(de)(de)作用(yong)(yong)。
均勻化處理溫度(du)一般選(xuan)在1060~1150℃。
七、焊(han)后熱處(chu)理
沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼(gang)的焊(han)后熱處(chu)理(li)(li)包含(han)鑄件(jian)補焊(han)后或結構件(jian)焊(han)接后的熱處(chu)理(li)(li)。
焊后熱處理(li)(li)(li)的目的和(he)作用(yong)依焊接或(huo)鑄件補焊前(qian)(qian)材料(liao)的熱處理(li)(li)(li)狀態而確定。焊前(qian)(qian)材料(liao)未經過(guo)固(gu)溶(rong)處理(li)(li)(li)，焊后應進(jin)行(xing)固(gu)溶(rong)處理(li)(li)(li)和(he)時(shi)(shi)效處理(li)(li)(li)，以保證母體及焊縫（或(huo)補焊處）達到要(yao)求的性(xing)能，如果焊前(qian)(qian)材料(liao)經過(guo)了固(gu)溶(rong)處理(li)(li)(li)或(huo)固(gu)溶(rong)時(shi)(shi)效處理(li)(li)(li)，則焊后可采用(yong)時(shi)(shi)效處理(li)(li)(li)或(huo)略低(di)于(yu)時(shi)(shi)效溫度的去(qu)應力處理(li)(li)(li)。
上面介紹了(le)沉(chen)(chen)淀硬化不銹鋼常(chang)見(jian)的幾種熱處理(li)方式，實際上，應(ying)根據鋼的具(ju)體類型、制(zhi)品特性等因素，采用不同組合方式。另外(wai)，沉(chen)(chen)淀硬化不銹鋼的熱處理(li)方式，習慣(guan)上以英(ying)文字母表示(shi)(shi)，在溫度(du)表示(shi)(shi)上常(chang)以℉(華氏度(du)）或℃(攝(she)氏度(du)）表示(shi)(shi)，有時需冷變形時，對冷變形量也有表示(shi)(shi)。舉(ju)例如下。
［例1] A+H500(用(yong)℃表(biao)示時）或A+H930(用(yong)℉表(biao)示時）
即為固溶處理后(hou)再經500℃(930F)的時效處理。常(chang)用于(yu)馬氏體(ti)沉淀硬化不(bu)銹鋼。
［例2] A+TH500
即(ji)為固(gu)溶處(chu)理(li)(li)后經(jing)調整(zheng)處(chu)理(li)(li)，再經(jing)500℃時效(xiao)處(chu)理(li)(li)。常用于半奧氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼。
［例3]A+C,H500
即為固溶(rong)處理后經50%冷(leng)變形(xing)，再(zai)經500℃時效處理。常用(yong)于奧氏體沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為固溶處(chu)理(li)后經調整處(chu)理(li)，－70℃的(de)冷(leng)處(chu)理(li)和500℃的(de)時效處(chu)理(li)。常用于(yu)奧氏體沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼。
