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(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)的基體組織有所(suo)不(bu)同(tong)，但是，依靠沉淀(dian)相強化(hua)(hua)的作用是相同(tong)的。
可見，沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼的(de)熱(re)處理主(zhu)要有(you)兩個過程，即先獲取(qu)穩定的(de)基(ji)體(ti)組織(zhi)，再令第二相質點沉淀析出(chu)。
就上述四個類型的(de)(de)沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)而言，為達到(dao)強化的(de)(de)目的(de)(de)，處理的(de)(de)主要過程可有如(ru)下幾種形(xing)式(shi)。
一、固溶處理
固溶(rong)處理(li)也常稱A處理(li)（Austenite Conditioning).這是對任何一(yi)(yi)種沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼都要(yao)經歷(li)的(de)一(yi)(yi)個熱(re)處理(li)過程(cheng)。利用某些元(yuan)素(su)（這里主要(yao)是作(zuo)為沉(chen)淀(dian)相析出的(de)元(yuan)素(su)）在(zai)高溫溶(rong)解度大(da)、低溫溶(rong)解度小的(de)特點(dian)，通過高溫加(jia)熱(re)，使(shi)可沉(chen)淀(dian)元(yuan)素(su)充(chong)分(fen)地溶(rong)于(yu)基體(ti)組織中(zhong)，保證在(zai)以后(hou)的(de)冷卻過程(cheng)中(zhong)處于(yu)過飽和狀態(tai)，為下一(yi)(yi)步的(de)時效過程(cheng)中(zhong)能大(da)量地彌散析出創造充(chong)分(fen)條件。
以銅(tong)為(wei)例(li)，見圖5-1,銅(tong)在(zai)(zai)1096℃時在(zai)(zai)γ-Fe中的(de)溶解度(du)約為(wei)8.2%,850℃時在(zai)(zai)γ-Fe中的(de)最(zui)大(da)溶解度(du)為(wei)3.1%,在(zai)(zai)α-Fe中最(zui)大(da)溶解度(du)為(wei)2.2%.而在(zai)(zai)室(shi)溫下在(zai)(zai)α-Fe中的(de)溶解度(du)僅為(wei)0.2%左右。由此可見，含銅(tong)元素的(de)鋼自高溫快速冷卻(que)到室(shi)溫后，銅(tong)是呈過(guo)飽和(he)狀(zhuang)態存在(zai)(zai)于基體(ti)中的(de)。在(zai)(zai)一(yi)定條件下（如重新(xin)加熱到某一(yi)溫度(du)），銅(tong)將沉(chen)淀析出。
固(gu)溶處(chu)理(li)效果對材料熱處(chu)理(li)后的最終(zhong)結果的影響是重(zhong)要的，所以，固(gu)溶處(chu)理(li)的加熱和冷(leng)卻控制應(ying)予以注意。
固(gu)(gu)溶(rong)加(jia)熱(re)(re)溫度不(bu)(bu)足或(huo)保溫時(shi)間不(bu)(bu)足，合(he)金元(yuan)素不(bu)(bu)能較好(hao)地溶(rong)解于基(ji)體(ti)中(zhong)，沉淀強化元(yuan)素在(zai)以(yi)后的(de)(de)時(shi)效(xiao)(xiao)過(guo)(guo)程中(zhong)的(de)(de)析出量不(bu)(bu)足，將影(ying)(ying)(ying)響(xiang)強化效(xiao)(xiao)果。其中(zhong)，對(dui)于馬(ma)氏體(ti)和半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)來說，固(gu)(gu)溶(rong)加(jia)熱(re)(re)不(bu)(bu)足，還會影(ying)(ying)(ying)響(xiang)基(ji)體(ti)強度。固(gu)(gu)溶(rong)加(jia)熱(re)(re)溫度過(guo)(guo)高使鋼(gang)(gang)的(de)(de)晶粒(li)變粗，使固(gu)(gu)溶(rong)處理后的(de)(de)組織粗大，影(ying)(ying)(ying)響(xiang)性能，特別是使沖擊(ji)韌(ren)性降低。此外(wai)，對(dui)于馬(ma)氏體(ti)和半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，還會因奧(ao)氏體(ti)化溫度高，合(he)金元(yuan)素過(guo)(guo)量溶(rong)解，提高了奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)穩定性，降低了Ms點，會使鋼(gang)(gang)中(zhong)產生過(guo)(guo)量的(de)(de)殘留(liu)奧(ao)氏體(ti)（對(dui)于馬(ma)氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)）或(huo)奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)比例增(zeng)大（對(dui)于半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)），同樣會影(ying)(ying)(ying)響(xiang)最(zui)終的(de)(de)熱(re)(re)處理效(xiao)(xiao)果和性能。
固(gu)溶(rong)(rong)處理的(de)冷卻(que)(que)(que)(que)，首先應保(bao)證足夠的(de)冷卻(que)(que)(que)(que)速(su)度，使(shi)沉(chen)(chen)淀(dian)強化元素(su)充分(fen)固(gu)溶(rong)(rong)于基體(ti)(ti)中(zhong)。如果(guo)冷卻(que)(que)(que)(que)太(tai)慢，會使(shi)沉(chen)(chen)淀(dian)強化元素(su)在固(gu)溶(rong)(rong)冷卻(que)(que)(que)(que)時(shi)就析(xi)出，這個過(guo)程(cheng)的(de)析(xi)出效(xiao)果(guo)遠不及以后時(shi)效(xiao)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)析(xi)出效(xiao)果(guo)。固(gu)溶(rong)(rong)冷卻(que)(que)(que)(que)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)析(xi)出，會降低最(zui)終的(de)沉(chen)(chen)淀(dian)強化效(xiao)果(guo)。但(dan)是，太(tai)快的(de)固(gu)溶(rong)(rong)冷卻(que)(que)(que)(que)速(su)度對馬(ma)氏體(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬化不銹鋼(gang)來說，會因(yin)馬(ma)氏體(ti)(ti)轉變應力太(tai)大，有產生(sheng)裂紋的(de)可能性。
二、調(diao)整處(chu)理
調整(zheng)處理也常稱T處理（Transformation treatment),有時也叫(jiao)相變處理。
所謂調整處理，簡而言之，就是調整鋼的馬氏(shi)體轉變點Ms和Mf。這種方法主要用于半奧氏(shi)體沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼，有時也用于馬氏(shi)體沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼。
半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉淀硬化不銹鋼的馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變點(dian)(dian)較(jiao)低，固溶(rong)處理(li)后(hou)的組織(zhi)(zhi)基(ji)本上是奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)，基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)強(qiang)度較(jiao)低，在(zai)這(zhe)種組織(zhi)(zhi)條件下(xia)進(jin)行時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)的強(qiang)化效(xiao)(xiao)果不好。為(wei)此，在(zai)固溶(rong)后(hou)應進(jin)行一(yi)次以提(ti)高馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)為(wei)目的的熱處理(li)。眾所周知，為(wei)提(ti)高馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)，降低奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的穩(wen)定性(xing)，重(zhong)要(yao)的手(shou)段之一(yi)是將鋼加熱到(dao)一(yi)定溫度并保溫，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)的碳和合(he)金(jin)元素析(xi)出，降低基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)合(he)金(jin)的濃度。這(zhe)樣，在(zai)冷(leng)(leng)卻時(shi)(shi)，由于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)穩(wen)定性(xing)降低，馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變點(dian)(dian)提(ti)高，調整處理(li)冷(leng)(leng)卻后(hou)原(yuan)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)將轉變成(cheng)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。此時(shi)(shi)，半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉淀硬化不銹鋼的基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)基(ji)本上是馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。在(zai)此基(ji)礎上再進(jin)行時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理(li)，會獲得(de)較(jiao)好的強(qiang)化效(xiao)(xiao)果。調整處理(li)對馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)點(dian)(dian)的提(ti)高作用見(jian)圖5-2。
圖5-2是半(ban)奧氏體沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)0Cr17Ni7Al加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度對(dui)Ms點(dian)的(de)影響關系。有(you)(you)資料報道(dao)，0Cr17Ni7Al 鋼(gang)(gang)加(jia)(jia)熱(re)(re)到1038℃時(shi)(shi)，Ms點(dian)約為－196℃;加(jia)(jia)熱(re)(re)到945℃,M.點(dian)約為－73℃;加(jia)(jia)熱(re)(re)到800℃時(shi)(shi)，Ms點(dian)約為＋90℃.這個結果足可說明用加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度來調整(zheng)半(ban)奧氏體沉淀硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)M.點(dian)溫度的(de)重(zhong)要作用。隨(sui)著M,點(dian)的(de)變(bian)化，冷(leng)卻后組織(zhi)中(zhong)馬氏體與奧氏體的(de)比例也有(you)(you)明顯變(bian)化，見圖5-2的(de)下半(ban)部分(fen)。
所以(yi)(yi)，半奧氏(shi)體沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼在固(gu)溶處理后(hou)再(zai)進行一次調整處理，可(ke)獲(huo)得基本上以(yi)(yi)馬氏(shi)體為(wei)基體的組織(zhi)，再(zai)經時(shi)效處理，即(ji)可(ke)保證(zheng)該種材料的性(xing)能達(da)到(dao)要求。
半奧氏體(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼調整處理(li)加熱(re)溫度應(ying)根(gen)據預想的調整處理(li)效果(guo)來(lai)確定（見熱(re)處理(li)工藝部(bu)分）。
三、冷變形(xing)處理
冷變形處理也常稱C處理（Cold Working)。
冷變形處理主(zhu)要用于半奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)、奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)、奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)－鐵(tie)素體(ti)(ti)沉淀硬(ying)化不(bu)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(shi)體(ti)(ti)、奧氏(shi)體(ti)(ti)、奧氏(shi)體(ti)(ti)－鐵素體(ti)(ti)型沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，固溶(rong)處(chu)理后進行一定(ding)程度(du)的(de)冷變(bian)形，在(zai)基(ji)體(ti)(ti)組織強化后再進行時效(xiao)處(chu)理，可使(shi)材料獲(huo)得理想的(de)性能和強化效(xiao)果。
通過(guo)冷變(bian)形處理，材料塑性、韌性下降，強(qiang)度明顯提(ti)高。
四、冷(leng)處理
冷處(chu)理(li)也常稱為R處(chu)理(li)（Refrigeration treatment).
沉(chen)淀硬化不銹鋼的冷(leng)處理也是為(wei)了促進奧(ao)氏(shi)體(ti)向馬氏(shi)體(ti)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(shi)效(xiao)處(chu)理(li)
沉淀(dian)硬化不(bu)銹(xiu)鋼的時效處理(li)也常稱為H處理(li)（Hardening treatment),有的也叫沉淀(dian)硬化處理(li)或硬化處理(li)。
時效處(chu)(chu)(chu)理(li)是所有沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼必須進行的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)程序，也是沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)中最重要的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)程序。
時效(xiao)(xiao)處理的目(mu)的是使(shi)過飽和溶于基體(ti)中的沉(chen)淀硬化合金元素以(yi)極(ji)細的質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點(dian)形式(shi)析出，這種析出質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點(dian)可(ke)能是合金元素的質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點(dian)，也可(ke)能是金屬(shu)間化合物的質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點(dian)。這種析出質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)點(dian)的形態與分(fen)布和時效(xiao)(xiao)溫(wen)度及保溫(wen)時間有關(guan)。
以銅(tong)為例(li)。銅(tong)過(guo)(guo)(guo)飽(bao)和(he)(he)(he)固(gu)(gu)溶于基體(ti)(ti)(ti)(ti)中時，當加熱到(dao)(dao)一定溫度(du)(du)(du)(du)(du)，首先是(shi)過(guo)(guo)(guo)飽(bao)和(he)(he)(he)相脫溶，在(zai)(zai)析(xi)出銅(tong)顆粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，最初(chu)形式是(shi)富鋼的(de)(de)(de)偏聚區，是(shi)亞(ya)穩定相，與母體(ti)(ti)(ti)(ti)保持共(gong)格，當長(chang)大到(dao)(dao)一定程(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)(du)(du)時，才能形成e-Cu沉淀(dian)顆粒(li)(li)(li)。這(zhe)一理論已經(jing)用試驗(yan)予以證實。如(ru)對含1.12%銅(tong)的(de)(de)(de)高(gao)純鋼經(jing)850℃加熱后水(shui)冷(leng)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)溶處(chu)理，在(zai)(zai)光學(xue)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)下只能觀察到(dao)(dao)多邊形鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)形態，在(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶粒(li)(li)(li)內(nei)看不到(dao)(dao)任何(he)析(xi)出物，說明這(zhe)時的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)含銅(tong)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)(guo)飽(bao)和(he)(he)(he)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)。經(jing)550℃時效(xiao)(xiao)(xiao)不同時間(jian)(jian)，其(qi)硬度(du)(du)(du)(du)(du)會(hui)發(fa)(fa)生明顯(xian)變(bian)化，呈升高(gao)趨勢，但是(shi)在(zai)(zai)光學(xue)顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)下的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織卻未(wei)發(fa)(fa)生明顯(xian)變(bian)化，仍然觀察下到(dao)(dao)沉淀(dian)析(xi)出物，而在(zai)(zai)電子顯(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)(jing)下以數十(shi)萬倍觀察，才能發(fa)(fa)現只有5~25mm的(de)(de)(de)“顆粒(li)(li)(li)”，并確(que)認是(shi)銅(tong)原子偏聚區。進一步提高(gao)時效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)(du)(du)，便可發(fa)(fa)現在(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)上(shang)有較(jiao)清晰的(de)(de)(de)顆粒(li)(li)(li)。更長(chang)時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)時效(xiao)(xiao)(xiao)則可發(fa)(fa)現E-Cu顆粒(li)(li)(li)。如(ru)果(guo)再進一步提高(gao)時效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)延長(chang)保溫時間(jian)(jian)，原子擴散更容易，顆粒(li)(li)(li)會(hui)進一步長(chang)大、粗化，反(fan)映在(zai)(zai)硬度(du)(du)(du)(du)(du)上(shang)呈下降(jiang)趨勢，材料(liao)處(chu)于過(guo)(guo)(guo)時效(xiao)(xiao)(xiao)狀態。可見(jian)，沉淀(dian)硬化不銹鋼的(de)(de)(de)時效(xiao)(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)與時效(xiao)(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)(he)保溫時間(jian)(jian)有關。見(jian)圖(tu)5-3。
時效(xiao)(xiao)溫度和時間(jian)的選擇(ze)是依據對材(cai)料(liao)的強化目標確定的。時效(xiao)(xiao)溫度對時效(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)果的影響比時效(xiao)(xiao)時間(jian)更明顯(xian)。
六、均勻(yun)化處理
沉淀(dian)硬化不銹鋼的均(jun)勻化處(chu)理主要(yao)用于(yu)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)。作用是改善鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)成分和組織的不均(jun)勻性，細化晶粒，并(bing)使鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)凝固時(shi)形成的多邊形鐵素(su)體趨于(yu)球化。鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)經過均(jun)勻化處(chu)理，對(dui)以后(hou)的固溶(rong)效果及最終時(shi)效強化效果有積極的作用。
均勻化處(chu)理(li)溫度(du)一般(ban)選在1060~1150℃。
七、焊(han)后熱處理
沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)的焊后熱(re)處(chu)理包含鑄件(jian)補焊后或(huo)結構(gou)件(jian)焊接后的熱(re)處(chu)理。
焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)處(chu)理(li)(li)的(de)目的(de)和作用依焊(han)(han)(han)(han)接或鑄件(jian)補焊(han)(han)(han)(han)前材料的(de)熱(re)處(chu)理(li)(li)狀態而(er)確定。焊(han)(han)(han)(han)前材料未(wei)經(jing)(jing)過固溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)，焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)應進行固溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)和時效(xiao)處(chu)理(li)(li)，以保證(zheng)母體及焊(han)(han)(han)(han)縫（或補焊(han)(han)(han)(han)處(chu)）達到要求(qiu)的(de)性能(neng)，如(ru)果焊(han)(han)(han)(han)前材料經(jing)(jing)過了固溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)或固溶(rong)(rong)時效(xiao)處(chu)理(li)(li)，則焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)可采用時效(xiao)處(chu)理(li)(li)或略低于時效(xiao)溫度的(de)去應力處(chu)理(li)(li)。
上(shang)(shang)面介紹了(le)沉(chen)淀硬化不銹鋼(gang)常(chang)見(jian)的幾(ji)種(zhong)熱(re)(re)處(chu)理(li)方式，實際上(shang)(shang)，應根據鋼(gang)的具體類型、制品特(te)性等因素，采用不同組(zu)合方式。另(ling)外，沉(chen)淀硬化不銹鋼(gang)的熱(re)(re)處(chu)理(li)方式，習慣上(shang)(shang)以英(ying)文字(zi)母表(biao)(biao)示(shi)(shi)，在溫度表(biao)(biao)示(shi)(shi)上(shang)(shang)常(chang)以℉(華(hua)氏度）或℃(攝氏度）表(biao)(biao)示(shi)(shi)，有(you)時(shi)需冷變形時(shi)，對(dui)冷變形量也有(you)表(biao)(biao)示(shi)(shi)。舉(ju)例(li)如下。
［例1] A+H500(用℃表示(shi)時(shi)）或A+H930(用℉表示(shi)時(shi)）
即為固溶處理后再經(jing)500℃(930F)的(de)時效處理。常用于馬氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例2] A+TH500
即為固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理(li)后經(jing)調整處(chu)(chu)理(li)，再經(jing)500℃時效處(chu)(chu)理(li)。常用(yong)于半奧氏(shi)體(ti)沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼。
［例3]A+C,H500
即為(wei)固溶(rong)處理后經(jing)50%冷變形，再(zai)經(jing)500℃時效(xiao)處理。常用于奧氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為固溶處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后經(jing)調整處(chu)(chu)理(li)(li)(li)，－70℃的冷(leng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和500℃的時效處(chu)(chu)理(li)(li)(li)。常用于(yu)奧氏體沉淀硬(ying)化不銹(xiu)鋼。
