沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)是一類含沉淀(dian)硬化(hua)元(yuan)素（Cu、Al、Ti、Nb）的(de)(de)鐵鉻鎳合(he)金，可(ke)以通過熱處理(li)強化(hua)，此類鋼(gang)具有高強度、足夠(gou)的(de)(de)韌性和適宜的(de)(de)耐蝕性。主要應用于宇航工業(ye)和一些高技術產業(ye)。

  沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼可區分為(wei)馬(ma)氏體(ti)、半奧(ao)氏體(ti)和(he)奧(ao)氏體(ti)沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼三種主要類型，近年來又出(chu)現了(le)鐵素體(ti)沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼。在馬(ma)氏體(ti)沉(chen)淀(dian)不(bu)銹(xiu)鋼中，基于馬(ma)氏體(ti)時效(xiao)鋼的經驗(yan)，近年來出(chu)現了(le)馬(ma)氏體(ti)時效(xiao)不(bu)銹(xiu)鋼，與前者比較(jiao)，后者碳含量較(jiao)低，其強化手段(duan)主要是靠(kao)金屬間化合物(wu)析出(chu)，且熱處理(li)簡單。

a. 沉淀硬化(hua)不銹鋼的(de)熱處理

  沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)的熱處理(li)是獲得良(liang)好綜合性(xing)能(neng)的重要工藝手段，沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)熱處理(li)工藝復雜，只(zhi)有按所規定溫(wen)度(du)、時(shi)間，冷卻速度(du)控制參(can)數執行才能(neng)得到理(li)想的性(xing)能(neng)。各類沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)的熱處理(li)規范將在后續章(zhang)節予以詳細介(jie)紹。

b. 沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼中沉(chen)淀硬(ying)化(hua)相

  在沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)鋼中，經時效處理后其主要沉(chen)淀(dian)硬(ying)化相(xiang)(xiang)(xiang)有面心立方結構富(fu)銅相(xiang)(xiang)(xiang)-ε相(xiang)(xiang)(xiang)，具有CsCI結構的NiAl金(jin)屬(shu)間化合(he)物、M23C6、X相(xiang)(xiang)(xiang)、Laves（n）相(xiang)(xiang)(xiang)、γ＇等(deng)，時效相(xiang)(xiang)(xiang)的類型與存(cun)在與否和合(he)金(jin)成(cheng)分、熱(re)處理條件相(xiang)(xiang)(xiang)關，在各(ge)類沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)鋼中已發現的沉(chen)淀(dian)相(xiang)(xiang)(xiang)見(jian)表5-1。

  至目(mu)前為止，在世界范(fan)圍內已有十(shi)多個牌號，我國標準(zhun)（GB1220-92）列(lie)入三(san)個牌號。

1. 馬氏(shi)體型沉淀硬化不銹(xiu)鋼

  馬氏體型沉淀硬化(hua)不銹鋼(gang)，在固溶狀態下(xia)為馬氏體，隨后通過簡單(dan)的時效處理(li)即可獲(huo)得高的強度(du)和適宜韌(ren)性的配合。

  馬氏體沉淀硬化不銹鋼，如17-4PH的M，恰好室溫以上，因此從適宜的固溶處理溫度，空冷可完全轉變馬氏體，然后在480～620℃單一時效即可達到硬化的目的，對于一些不能完全轉變成馬氏體的鋼種，可增加冷處理工序，然后再時效處理。馬氏體不銹鋼的熱處理工藝見圖5-1。對于不同牌號其固溶溫度和冷卻速度的控制有所區別，如PH13-8Mo。其固溶處理溫度為925℃，為獲得更高的強度，有時需增加冷處理環節。Custom455的固溶處理溫度為830℃。時效處理溫度通常在480～510℃，使用標準時效時間、使之處于完全時效或輕微過時效狀態，可獲得最佳強度和韌性配合。在510℃以上時效，將處于明顯過時效狀態，此時鋼具有較高的塑韌性，因此可根據使用要求進行選擇時效溫度。

2. 半(ban)奧氏(shi)體沉淀硬化不銹(xiu)鋼

  這類沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分處(chu)(chu)于(yu)(yu)平衡狀態(tai)，M，點低于(yu)(yu)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)，因(yin)此(ci)從固溶處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)冷(leng)至室(shi)溫(wen)(wen)(wen)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)組織主要(yao)是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織，具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)利(li)于(yu)(yu)成型加工，但(dan)為了使(shi)其轉(zhuan)變(bian)(bian)成馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，必須(xu)通(tong)過(guo)調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)通(tong)過(guo)碳(tan)和(he)合金元素從奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)析(xi)出(chu)提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)M，和(he)M，以便利(li)于(yu)(yu)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)。調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)對這種轉(zhuan)變(bian)(bian)將(jiang)產生(sheng)較(jiao)(jiao)大影響。假如采用(yong)低的(de)(de)(de)(de)(de)調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)（730～760℃），M，可(ke)升至室(shi)溫(wen)(wen)(wen)附近，在(zai)(zai)冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)，馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)是(shi)完(wan)(wan)全(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)。如果采用(yong)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)（930～955℃），因(yin)析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)較(jiao)(jiao)少，M，仍保(bao)持在(zai)(zai)攝(she)氏(shi)(shi)零度(du)(du)(du)以下溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)，此(ci)時(shi)鋼(gang)(gang)不能完(wan)(wan)全(quan)轉(zhuan)變(bian)(bian)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，為了完(wan)(wan)全(quan)轉(zhuan)變(bian)(bian)成馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，必須(xu)施予冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工序。調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)愈高(gao)(gao)，因(yin)固溶體(ti)(ti)(ti)中(zhong)含碳(tan)量(liang)高(gao)(gao)，所轉(zhuan)變(bian)(bian)成的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)較(jiao)(jiao)低溫(wen)(wen)(wen)調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)所轉(zhuan)變(bian)(bian)成的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)具有更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)。此(ci)外，亦可(ke)借助冷(leng)加工完(wan)(wan)成馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)。這些(xie)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織隨后在(zai)(zai)455～565℃時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)1～3h使(shi)之(zhi)進一步(bu)強(qiang)化(hua)，半奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)型熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)制(zhi)度(du)(du)(du)見圖5-14。較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)，可(ke)提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)，但(dan)降低了可(ke)能達到的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)達此(ci)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)所需的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)間(jian)。對于(yu)(yu)大多數(shu)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)480～510℃時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)，使(shi)用(yong)標準的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)間(jian)，使(shi)之(zhi)處(chu)(chu)于(yu)(yu)完(wan)(wan)全(quan)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)或輕微過(guo)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)狀態(tai)，可(ke)獲得(de)最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)韌性(xing)配合。在(zai)(zai)510℃以上溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)，處(chu)(chu)于(yu)(yu)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)狀態(tai)，僅在(zai)(zai)要(yao)求具有較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)韌性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下使(shi)用(yong)。

3. 奧氏(shi)體沉淀硬化不銹鋼

  奧氏體(ti)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)Ms點低到使其不能轉變(bian)成馬氏體(ti)，主要采用Mo固溶強(qiang)化和在(zai)奧氏體(ti)基體(ti)上析(xi)出金屬(shu)間(jian)化合物(wu)予以強(qiang)化。與(yu)前兩類沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)不同(tong)，它(ta)的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)工藝較為簡單，在(zai)適宜的(de)(de)(de)固溶處(chu)理(li)后再施以簡單的(de)(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)，即可達(da)到強(qiang)化目的(de)(de)(de)，同(tong)時(shi)(shi)保留相(xiang)當高的(de)(de)(de)塑韌性(xing)水(shui)平(ping)。