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(hua)不(bu)(bu)銹鋼的(de)基(ji)體(ti)組織有所不(bu)(bu)同(tong)，但(dan)是(shi)，依靠沉淀相(xiang)強化(hua)的(de)作用是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)。
可見，沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不銹鋼的(de)熱處理主(zhu)要有(you)兩個(ge)過(guo)程，即先獲(huo)取(qu)穩定(ding)的(de)基體組織，再令(ling)第二相質點沉(chen)淀析出(chu)。
就上述四(si)個類(lei)型的(de)沉淀硬化不銹鋼而言，為(wei)達到強化的(de)目(mu)的(de)，處理的(de)主要過(guo)程可(ke)有如下幾種形式。
一、固溶處理(li)
固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)理(li)也(ye)常(chang)稱A處(chu)理(li)（Austenite Conditioning).這(zhe)是對任何一種沉淀硬化(hua)不銹鋼都要經(jing)歷的(de)一個熱處(chu)理(li)過程(cheng)。利用某些元素（這(zhe)里主(zhu)要是作(zuo)為(wei)沉淀相析出(chu)的(de)元素）在(zai)高(gao)溫(wen)溶(rong)(rong)(rong)解度大、低溫(wen)溶(rong)(rong)(rong)解度小的(de)特點，通(tong)過高(gao)溫(wen)加熱，使可沉淀元素充分地(di)溶(rong)(rong)(rong)于基體組織中，保證在(zai)以后的(de)冷卻過程(cheng)中處(chu)于過飽(bao)和狀態，為(wei)下一步(bu)的(de)時效過程(cheng)中能大量地(di)彌散析出(chu)創造充分條件(jian)。
以銅(tong)(tong)為例(li)，見圖5-1,銅(tong)(tong)在(zai)1096℃時在(zai)γ-Fe中(zhong)的溶(rong)(rong)(rong)解度(du)約為8.2%,850℃時在(zai)γ-Fe中(zhong)的最大溶(rong)(rong)(rong)解度(du)為3.1%,在(zai)α-Fe中(zhong)最大溶(rong)(rong)(rong)解度(du)為2.2%.而在(zai)室溫下在(zai)α-Fe中(zhong)的溶(rong)(rong)(rong)解度(du)僅為0.2%左右。由此可見，含銅(tong)(tong)元素的鋼自(zi)高溫快(kuai)速冷卻到(dao)室溫后，銅(tong)(tong)是呈過飽和狀態存在(zai)于(yu)基體(ti)中(zhong)的。在(zai)一定條件(jian)下（如(ru)重新加熱到(dao)某一溫度(du)），銅(tong)(tong)將沉淀析出。
固(gu)溶處理效果對材料熱處理后的(de)(de)最終結果的(de)(de)影響是重要的(de)(de)，所以(yi)(yi)，固(gu)溶處理的(de)(de)加熱和冷卻(que)控(kong)制應予以(yi)(yi)注意(yi)。
固溶加熱(re)溫度不(bu)足或保溫時間不(bu)足，合(he)金元素不(bu)能(neng)較好地溶解于基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)，沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)強化(hua)(hua)元素在以后(hou)的(de)時效(xiao)(xiao)過程中(zhong)的(de)析出量(liang)不(bu)足，將影響強化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)果。其(qi)中(zhong)，對(dui)于馬氏體(ti)(ti)(ti)和半(ban)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說(shuo)，固溶加熱(re)不(bu)足，還會(hui)(hui)影響基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)強度。固溶加熱(re)溫度過高(gao)使(shi)鋼(gang)的(de)晶粒變粗，使(shi)固溶處理后(hou)的(de)組織粗大，影響性能(neng)，特別是使(shi)沖擊(ji)韌性降低(di)。此外，對(dui)于馬氏體(ti)(ti)(ti)和半(ban)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，還會(hui)(hui)因奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)溫度高(gao)，合(he)金元素過量(liang)溶解，提高(gao)了(le)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)穩定性，降低(di)了(le)Ms點(dian)，會(hui)(hui)使(shi)鋼(gang)中(zhong)產生過量(liang)的(de)殘留(liu)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)（對(dui)于馬氏體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)）或奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)比例增大（對(dui)于半(ban)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)），同(tong)樣會(hui)(hui)影響最終的(de)熱(re)處理效(xiao)(xiao)果和性能(neng)。
固(gu)溶處理(li)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)，首(shou)先應保(bao)證足夠的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)速度，使(shi)沉(chen)淀強(qiang)化(hua)(hua)元素(su)充分固(gu)溶于基體(ti)中。如果冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)太慢，會使(shi)沉(chen)淀強(qiang)化(hua)(hua)元素(su)在固(gu)溶冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)時就析(xi)(xi)出，這(zhe)個過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出效(xiao)果遠不(bu)及以(yi)后時效(xiao)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出效(xiao)果。固(gu)溶冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出，會降低最終(zhong)的(de)(de)(de)沉(chen)淀強(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果。但是(shi)，太快的(de)(de)(de)固(gu)溶冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)速度對馬氏體(ti)沉(chen)淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼來說，會因馬氏體(ti)轉變應力(li)太大，有產生(sheng)裂紋的(de)(de)(de)可能(neng)性。
二、調整處理
調(diao)整(zheng)處理也常稱T處理（Transformation treatment),有(you)時(shi)也叫相變處理。
所謂(wei)調整處(chu)理(li)，簡而言(yan)之(zhi)，就是調整鋼的馬氏體(ti)轉變點Ms和Mf。這種方法主要(yao)用(yong)于半奧(ao)氏體(ti)沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹鋼，有時也(ye)用(yong)于馬氏體(ti)沉淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹鋼。
半(ban)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)點較低，固溶處(chu)(chu)理(li)后的(de)組(zu)織(zhi)基(ji)(ji)本上是(shi)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)(qiang)度較低，在(zai)這種(zhong)組(zu)織(zhi)條件下(xia)進(jin)行(xing)時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)的(de)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果不(bu)好。為此，在(zai)固溶后應進(jin)行(xing)一(yi)(yi)次以提(ti)高(gao)(gao)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)點為目(mu)的(de)的(de)熱(re)處(chu)(chu)理(li)。眾所周知，為提(ti)高(gao)(gao)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)點，降低奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)穩定(ding)性(xing)，重(zhong)要的(de)手段(duan)之(zhi)一(yi)(yi)是(shi)將鋼加熱(re)到一(yi)(yi)定(ding)溫(wen)度并保溫(wen)，使奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)碳和(he)合金元素析出(chu)，降低基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)合金的(de)濃度。這樣，在(zai)冷卻(que)時，由于奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)穩定(ding)性(xing)降低，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)點提(ti)高(gao)(gao)，調整處(chu)(chu)理(li)冷卻(que)后原奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)將轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。此時，半(ban)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)沉淀(dian)硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼的(de)基(ji)(ji)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)基(ji)(ji)本上是(shi)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。在(zai)此基(ji)(ji)礎上再(zai)進(jin)行(xing)時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)，會獲(huo)得較好的(de)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果。調整處(chu)(chu)理(li)對馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)點的(de)提(ti)高(gao)(gao)作用見圖5-2。
圖(tu)5-2是(shi)半(ban)奧氏(shi)體(ti)沉(chen)淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼0Cr17Ni7Al加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對Ms點的(de)(de)影響(xiang)關系。有資料報道，0Cr17Ni7Al 鋼加熱(re)(re)到1038℃時，Ms點約為－196℃;加熱(re)(re)到945℃,M.點約為－73℃;加熱(re)(re)到800℃時，Ms點約為＋90℃.這(zhe)個結果足可(ke)說明(ming)用加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)來調整(zheng)半(ban)奧氏(shi)體(ti)沉(chen)淀硬化(hua)(hua)不銹(xiu)鋼M.點溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)重要作用。隨著M,點的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)，冷卻后組織中馬氏(shi)體(ti)與奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)比例也有明(ming)顯變(bian)化(hua)(hua)，見圖(tu)5-2的(de)(de)下半(ban)部分。
所以，半奧氏體(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼在固溶處理(li)后再進(jin)行一次調整處理(li)，可獲得基本(ben)上以馬氏體(ti)為基體(ti)的組織，再經(jing)時效(xiao)處理(li)，即可保(bao)證該種(zhong)材料的性能達到要(yao)求(qiu)。
半(ban)奧氏體(ti)沉淀硬化不銹鋼(gang)調整處(chu)(chu)理加熱溫度應根(gen)據預想的調整處(chu)(chu)理效(xiao)果來確定（見熱處(chu)(chu)理工藝部(bu)分）。
三、冷變(bian)形處理
冷(leng)變形(xing)處(chu)理(li)也常(chang)稱C處(chu)理(li)（Cold Working)。
冷變形處理(li)主要用于(yu)半奧氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)、奧氏(shi)體(ti)－鐵素體(ti)沉淀硬化(hua)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(ao)氏體、奧(ao)氏體、奧(ao)氏體－鐵素體型沉淀硬化(hua)不銹鋼，固溶處(chu)理后進(jin)行一定(ding)程(cheng)度的(de)冷變(bian)形(xing)，在基體組織(zhi)強化(hua)后再進(jin)行時效(xiao)處(chu)理，可使材料獲得理想的(de)性能和強化(hua)效(xiao)果。
通過冷變形處理，材料塑性、韌性下降(jiang)，強度明顯(xian)提(ti)高。
四(si)、冷處理
冷處(chu)理也常稱為R處(chu)理（Refrigeration treatment).
沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼的(de)冷處理也(ye)是為了促進(jin)奧(ao)氏(shi)體(ti)向(xiang)馬氏(shi)體(ti)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(chu)理
沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹鋼(gang)的時效處(chu)理(li)也常稱(cheng)為H處(chu)理(li)（Hardening treatment),有(you)的也叫沉淀(dian)硬化(hua)處(chu)理(li)或硬化(hua)處(chu)理(li)。
時效處(chu)(chu)理是(shi)(shi)所有沉(chen)(chen)淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼必須(xu)進(jin)行的處(chu)(chu)理程序，也是(shi)(shi)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼熱處(chu)(chu)理中(zhong)最(zui)重要的處(chu)(chu)理程序。
時效處理的(de)目(mu)的(de)是使(shi)過飽和溶于基體(ti)中的(de)沉淀(dian)硬(ying)化合金元素以極細的(de)質(zhi)(zhi)點(dian)形式(shi)析(xi)出，這種析(xi)出質(zhi)(zhi)點(dian)可(ke)能是合金元素的(de)質(zhi)(zhi)點(dian)，也可(ke)能是金屬間(jian)化合物(wu)的(de)質(zhi)(zhi)點(dian)。這種析(xi)出質(zhi)(zhi)點(dian)的(de)形態與分布和時效溫度及保溫時間(jian)有關。
以(yi)銅(tong)為(wei)例。銅(tong)過(guo)飽(bao)和(he)(he)固溶于(yu)基(ji)體中時，當加(jia)熱到(dao)一(yi)定溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，首先是過(guo)飽(bao)和(he)(he)相(xiang)脫溶，在析出銅(tong)顆(ke)(ke)粒(li)的過(guo)程(cheng)中，最初形(xing)式(shi)是富鋼(gang)的偏(pian)聚(ju)區(qu)，是亞(ya)穩(wen)定相(xiang)，與母體保(bao)持共格，當長大到(dao)一(yi)定程(cheng)度(du)(du)(du)時，才(cai)能(neng)形(xing)成e-Cu沉淀(dian)顆(ke)(ke)粒(li)。這一(yi)理論(lun)已經(jing)用試驗予以(yi)證實。如對含1.12%銅(tong)的高純鋼(gang)經(jing)850℃加(jia)熱后水冷的固溶處理，在光(guang)學顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡下(xia)(xia)只能(neng)觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)多邊形(xing)鐵(tie)(tie)素(su)體形(xing)態(tai)，在鐵(tie)(tie)素(su)體晶粒(li)內看不到(dao)任何析出物，說明(ming)這時的鐵(tie)(tie)素(su)體是含銅(tong)的過(guo)飽(bao)和(he)(he)鐵(tie)(tie)素(su)體。經(jing)550℃時效(xiao)(xiao)(xiao)不同時間，其硬度(du)(du)(du)會發(fa)(fa)生明(ming)顯(xian)(xian)變化(hua)，呈(cheng)升高趨勢，但是在光(guang)學顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡下(xia)(xia)的鐵(tie)(tie)素(su)體組織卻未發(fa)(fa)生明(ming)顯(xian)(xian)變化(hua)，仍(reng)然觀(guan)察(cha)(cha)下(xia)(xia)到(dao)沉淀(dian)析出物，而在電子顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡下(xia)(xia)以(yi)數十萬倍觀(guan)察(cha)(cha)，才(cai)能(neng)發(fa)(fa)現(xian)只有5~25mm的“顆(ke)(ke)粒(li)”，并確認是銅(tong)原子偏(pian)聚(ju)區(qu)。進一(yi)步(bu)提高時效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，便可(ke)(ke)發(fa)(fa)現(xian)在鐵(tie)(tie)素(su)體基(ji)體上有較清晰的顆(ke)(ke)粒(li)。更長時間的時效(xiao)(xiao)(xiao)則可(ke)(ke)發(fa)(fa)現(xian)E-Cu顆(ke)(ke)粒(li)。如果再(zai)進一(yi)步(bu)提高時效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)(he)延長保(bao)溫(wen)(wen)時間，原子擴散更容易，顆(ke)(ke)粒(li)會進一(yi)步(bu)長大、粗化(hua)，反映(ying)在硬度(du)(du)(du)上呈(cheng)下(xia)(xia)降趨勢，材(cai)料處于(yu)過(guo)時效(xiao)(xiao)(xiao)狀態(tai)。可(ke)(ke)見(jian)，沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)的時效(xiao)(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)(xiao)果與時效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)(he)保(bao)溫(wen)(wen)時間有關。見(jian)圖5-3。
時(shi)效溫度和時(shi)間的選擇是依據對(dui)材(cai)料的強化(hua)目標確定的。時(shi)效溫度對(dui)時(shi)效效果的影響比時(shi)效時(shi)間更明顯(xian)。
六、均勻(yun)化處(chu)理
沉(chen)淀硬化不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)均勻化處理主要(yao)用于鑄件。作用是改善鑄件成(cheng)分和(he)組織的(de)(de)(de)不(bu)均勻性(xing)，細(xi)化晶粒，并使鑄件凝固時(shi)形成(cheng)的(de)(de)(de)多邊形鐵素體趨于球化。鑄件經(jing)過均勻化處理，對以后的(de)(de)(de)固溶效(xiao)果(guo)及最終時(shi)效(xiao)強化效(xiao)果(guo)有積極的(de)(de)(de)作用。
均(jun)勻化處理(li)溫度一般(ban)選在1060~1150℃。
七、焊后(hou)熱處理(li)
沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼的(de)焊(han)后熱處理包含鑄件補焊(han)后或結構件焊(han)接后的(de)熱處理。
焊后(hou)(hou)熱處理(li)(li)(li)(li)的(de)目的(de)和作用(yong)依(yi)焊接(jie)或(huo)鑄件補(bu)焊前材料(liao)的(de)熱處理(li)(li)(li)(li)狀態而確定(ding)。焊前材料(liao)未經過(guo)固溶(rong)處理(li)(li)(li)(li)，焊后(hou)(hou)應進行固溶(rong)處理(li)(li)(li)(li)和時效處理(li)(li)(li)(li)，以保證(zheng)母體及焊縫（或(huo)補(bu)焊處）達到要求的(de)性能，如果焊前材料(liao)經過(guo)了(le)固溶(rong)處理(li)(li)(li)(li)或(huo)固溶(rong)時效處理(li)(li)(li)(li)，則焊后(hou)(hou)可(ke)采用(yong)時效處理(li)(li)(li)(li)或(huo)略(lve)低(di)于時效溫度(du)的(de)去應力處理(li)(li)(li)(li)。
上(shang)面介紹了沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不銹鋼常(chang)(chang)見的幾(ji)種熱處理方(fang)式，實(shi)際上(shang)，應根據(ju)鋼的具體類型、制品特性(xing)等(deng)因素，采用(yong)不同組(zu)合方(fang)式。另(ling)外，沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不銹鋼的熱處理方(fang)式，習慣上(shang)以(yi)英文字母表示(shi)，在(zai)溫度(du)表示(shi)上(shang)常(chang)(chang)以(yi)℉(華氏(shi)度(du)）或℃(攝氏(shi)度(du)）表示(shi)，有時需冷變(bian)形時，對冷變(bian)形量也有表示(shi)。舉例如下。
［例(li)1] A+H500(用℃表(biao)示時）或A+H930(用℉表(biao)示時）
即為(wei)固溶處(chu)理后再經500℃(930F)的時效處(chu)理。常用(yong)于馬氏(shi)體沉淀(dian)硬(ying)化不銹(xiu)鋼。
［例2] A+TH500
即為(wei)固溶處(chu)(chu)理后經(jing)(jing)調整處(chu)(chu)理，再經(jing)(jing)500℃時效(xiao)處(chu)(chu)理。常用于半奧氏體沉(chen)淀硬化不銹鋼。
［例(li)3]A+C,H500
即為固溶處(chu)理后(hou)經(jing)50%冷變形，再經(jing)500℃時(shi)效處(chu)理。常用于奧氏體沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼。
［例(li)4]A+T+RH500
即為固溶處(chu)(chu)理(li)(li)后經(jing)調(diao)整處(chu)(chu)理(li)(li)，－70℃的冷處(chu)(chu)理(li)(li)和500℃的時效處(chu)(chu)理(li)(li)。常(chang)用于奧氏體沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼。
