沉淀硬化不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)一(yi)類(lei)含沉淀硬化元素（Cu、Al、Ti、Nb）的鐵(tie)鉻鎳合金，可以(yi)通過(guo)熱處(chu)理強化，此類(lei)鋼(gang)具有高(gao)(gao)強度、足夠的韌性(xing)和(he)適宜的耐蝕性(xing)。主要應(ying)用于宇航工業和(he)一(yi)些高(gao)(gao)技術產業。

  沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹鋼(gang)(gang)可區(qu)分(fen)為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)、半奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)和(he)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹鋼(gang)(gang)三(san)種主要類型，近(jin)(jin)年來(lai)又出(chu)現了(le)鐵素體(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)銹鋼(gang)(gang)。在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀(dian)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中，基(ji)于馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時效鋼(gang)(gang)的(de)經(jing)驗，近(jin)(jin)年來(lai)出(chu)現了(le)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)時效不(bu)銹鋼(gang)(gang)，與(yu)前者比較，后(hou)者碳含量較低，其強化手(shou)段主要是靠金屬間化合物析出(chu)，且(qie)熱處理簡單。

a. 沉淀硬化不(bu)銹鋼的熱處(chu)理

  沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼(gang)的熱(re)(re)處(chu)理(li)是獲得(de)(de)良好綜合性能(neng)的重要工(gong)藝手(shou)段(duan)，沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼(gang)熱(re)(re)處(chu)理(li)工(gong)藝復雜，只有按所規定(ding)溫度、時間，冷卻速度控制參數執行才能(neng)得(de)(de)到理(li)想的性能(neng)。各類沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼(gang)的熱(re)(re)處(chu)理(li)規范將(jiang)在(zai)后續(xu)章(zhang)節予以詳細(xi)介紹。

b. 沉淀(dian)硬化不銹鋼中沉淀(dian)硬化相

  在沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)中，經時效(xiao)處理后其主要(yao)沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)相(xiang)(xiang)(xiang)有面心立方結(jie)(jie)構富銅相(xiang)(xiang)(xiang)-ε相(xiang)(xiang)(xiang)，具(ju)有CsCI結(jie)(jie)構的(de)NiAl金(jin)屬間化(hua)合物、M23C6、X相(xiang)(xiang)(xiang)、Laves（n）相(xiang)(xiang)(xiang)、γ＇等，時效(xiao)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)類(lei)(lei)型與存(cun)在與否和合金(jin)成分、熱處理條件相(xiang)(xiang)(xiang)關，在各類(lei)(lei)沉(chen)淀(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)中已發現的(de)沉(chen)淀(dian)相(xiang)(xiang)(xiang)見表5-1。

  至目前(qian)為(wei)止，在世界范圍(wei)內已有十多個牌(pai)號(hao)，我國標準（GB1220-92）列入三個牌(pai)號(hao)。

1. 馬氏體型(xing)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼

  馬(ma)氏體型沉淀硬化不銹鋼(gang)，在固溶狀態下為馬(ma)氏體，隨后通過(guo)簡單(dan)的時效處理即(ji)可獲(huo)得(de)高的強度和適(shi)宜韌性的配合。

  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. 半奧氏(shi)體沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)

  這類沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)(cheng)分處(chu)(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)平衡狀態(tai)，M，點(dian)低(di)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)室(shi)(shi)溫(wen)，因此從固溶處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)(du)冷(leng)至室(shi)(shi)溫(wen)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)組織主要是奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織，具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)利于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)成(cheng)(cheng)型加工(gong)，但為了使(shi)其轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，必須通(tong)(tong)過(guo)調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)是通(tong)(tong)過(guo)碳和合金(jin)元素從奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中析出提(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)M，和M，以便利于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)(du)對(dui)這種轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)將產生較大(da)影響。假如(ru)采(cai)用低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)(du)（730～760℃），M，可升(sheng)至室(shi)(shi)溫(wen)附近(jin)，在(zai)(zai)冷(leng)卻過(guo)程中，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)是完全(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)。如(ru)果采(cai)用高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)(du)（930～955℃），因析出的(de)(de)(de)(de)(de)碳較少，M，仍(reng)保持在(zai)(zai)攝(she)氏(shi)(shi)零度(du)(du)以下溫(wen)度(du)(du)，此時(shi)(shi)(shi)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)能完全(quan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，為了完全(quan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，必須施(shi)予(yu)冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)序。調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)溫(wen)度(du)(du)愈(yu)高(gao)(gao)(gao)，因固溶體(ti)中含(han)碳量高(gao)(gao)(gao)，所轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)較低(di)溫(wen)調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)所轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)具(ju)有(you)更高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)。此外，亦可借助(zhu)冷(leng)加工(gong)完成(cheng)(cheng)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。這些馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織隨后在(zai)(zai)455～565℃時(shi)(shi)(shi)效1～3h使(shi)之進一步強化，半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)型熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)制度(du)(du)見(jian)圖5-14。較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效溫(wen)度(du)(du)，可提(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)，但降低(di)了可能達(da)到的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)和達(da)此目的(de)(de)(de)(de)(de)所需的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間。對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)大(da)多數沉(chen)淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)480～510℃時(shi)(shi)(shi)效，使(shi)用標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效時(shi)(shi)(shi)間，使(shi)之處(chu)(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)完全(quan)時(shi)(shi)(shi)效或輕微過(guo)時(shi)(shi)(shi)效狀態(tai)，可獲得(de)最佳的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)和韌(ren)(ren)性(xing)配合。在(zai)(zai)510℃以上溫(wen)度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)效，處(chu)(chu)(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)時(shi)(shi)(shi)效狀態(tai)，僅在(zai)(zai)要求具(ju)有(you)較高(gao)(gao)(gao)韌(ren)(ren)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下使(shi)用。

3. 奧氏體沉淀硬化不銹鋼

  奧氏體沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹鋼(gang)的(de)Ms點低到使其不能轉變成馬氏體，主(zhu)要采用Mo固(gu)溶強化(hua)(hua)和在奧氏體基體上析出金(jin)屬間化(hua)(hua)合物予以強化(hua)(hua)。與(yu)前兩(liang)類沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不銹鋼(gang)不同，它的(de)熱處理工藝較為簡單，在適宜的(de)固(gu)溶處理后再施以簡單的(de)時(shi)(shi)效，即可達到強化(hua)(hua)目(mu)的(de)，同時(shi)(shi)保留(liu)相當高的(de)塑韌性(xing)水平(ping)。