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)銹鋼的(de)基體組織(zhi)有所不(bu)同，但是，依靠沉淀相強(qiang)化(hua)的(de)作用是相同的(de)。
可見，沉淀硬化(hua)不銹(xiu)鋼(gang)的熱處理主要有兩個過程，即先獲取穩定的基體組織，再令第二相(xiang)質點沉淀析出。
就上述四個類型的(de)沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼而(er)言(yan)，為(wei)達到強化(hua)的(de)目的(de)，處理(li)的(de)主(zhu)要過(guo)程(cheng)可有如下(xia)幾種形式。
一、固溶處理
固溶(rong)處理(li)也常稱A處理(li)（Austenite Conditioning).這是(shi)對任(ren)何(he)一(yi)(yi)(yi)種沉淀硬化不(bu)銹鋼都要經歷的(de)一(yi)(yi)(yi)個熱(re)處理(li)過(guo)(guo)程(cheng)。利用(yong)某(mou)些元素（這里主要是(shi)作為沉淀相析出的(de)元素）在(zai)高(gao)溫(wen)溶(rong)解度(du)大、低溫(wen)溶(rong)解度(du)小的(de)特(te)點，通(tong)過(guo)(guo)高(gao)溫(wen)加(jia)熱(re)，使可(ke)沉淀元素充分地(di)溶(rong)于基體組織中，保(bao)證在(zai)以后的(de)冷卻過(guo)(guo)程(cheng)中處于過(guo)(guo)飽和狀(zhuang)態，為下一(yi)(yi)(yi)步的(de)時(shi)效過(guo)(guo)程(cheng)中能大量地(di)彌散析出創造充分條件。
以(yi)銅(tong)為(wei)例，見圖(tu)5-1,銅(tong)在(zai)(zai)(zai)1096℃時在(zai)(zai)(zai)γ-Fe中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)解度約(yue)為(wei)8.2%,850℃時在(zai)(zai)(zai)γ-Fe中(zhong)的(de)(de)最大溶(rong)(rong)解度為(wei)3.1%,在(zai)(zai)(zai)α-Fe中(zhong)最大溶(rong)(rong)解度為(wei)2.2%.而在(zai)(zai)(zai)室(shi)溫(wen)下在(zai)(zai)(zai)α-Fe中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)解度僅為(wei)0.2%左右。由此可見，含銅(tong)元素的(de)(de)鋼自高溫(wen)快速冷卻到(dao)室(shi)溫(wen)后(hou)，銅(tong)是(shi)呈過飽和狀態存在(zai)(zai)(zai)于基體中(zhong)的(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)一定條件下（如重(zhong)新(xin)加熱到(dao)某(mou)一溫(wen)度），銅(tong)將沉淀(dian)析出。
固溶(rong)處理效果對材料(liao)熱(re)處理后的(de)最終(zhong)結果的(de)影響(xiang)是重要(yao)的(de)，所(suo)以，固溶(rong)處理的(de)加熱(re)和(he)冷(leng)卻控制應予以注意。
固溶(rong)(rong)加熱(re)溫(wen)度(du)不(bu)足(zu)(zu)或保溫(wen)時間不(bu)足(zu)(zu)，合金元素不(bu)能(neng)較好地溶(rong)(rong)解于(yu)基體中(zhong)，沉(chen)(chen)淀(dian)強化(hua)元素在以后的(de)時效過(guo)程中(zhong)的(de)析出量(liang)不(bu)足(zu)(zu)，將影響(xiang)(xiang)(xiang)強化(hua)效果。其(qi)中(zhong)，對(dui)于(yu)馬氏(shi)體和半(ban)奧氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼來(lai)說，固溶(rong)(rong)加熱(re)不(bu)足(zu)(zu)，還會(hui)影響(xiang)(xiang)(xiang)基體強度(du)。固溶(rong)(rong)加熱(re)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)使鋼的(de)晶粒變粗，使固溶(rong)(rong)處(chu)理后的(de)組(zu)織(zhi)粗大，影響(xiang)(xiang)(xiang)性能(neng)，特別是使沖擊(ji)韌性降(jiang)低(di)。此外，對(dui)于(yu)馬氏(shi)體和半(ban)奧氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼，還會(hui)因奧氏(shi)體化(hua)溫(wen)度(du)高(gao)，合金元素過(guo)量(liang)溶(rong)(rong)解，提高(gao)了奧氏(shi)體的(de)穩定性，降(jiang)低(di)了Ms點(dian)，會(hui)使鋼中(zhong)產生過(guo)量(liang)的(de)殘留奧氏(shi)體（對(dui)于(yu)馬氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼）或奧氏(shi)體的(de)比例增大（對(dui)于(yu)半(ban)奧氏(shi)體沉(chen)(chen)淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼），同樣(yang)會(hui)影響(xiang)(xiang)(xiang)最(zui)終的(de)熱(re)處(chu)理效果和性能(neng)。
固(gu)(gu)溶(rong)處理的(de)(de)冷卻(que)(que)，首先應(ying)保證足夠的(de)(de)冷卻(que)(que)速度(du)，使沉淀強(qiang)化元(yuan)素(su)充分固(gu)(gu)溶(rong)于基體(ti)中。如果(guo)(guo)冷卻(que)(que)太(tai)慢，會使沉淀強(qiang)化元(yuan)素(su)在固(gu)(gu)溶(rong)冷卻(que)(que)時(shi)(shi)就析出，這個(ge)過程的(de)(de)析出效(xiao)果(guo)(guo)遠不及以后時(shi)(shi)效(xiao)過程中的(de)(de)析出效(xiao)果(guo)(guo)。固(gu)(gu)溶(rong)冷卻(que)(que)過程中的(de)(de)析出，會降低(di)最終的(de)(de)沉淀強(qiang)化效(xiao)果(guo)(guo)。但是，太(tai)快的(de)(de)固(gu)(gu)溶(rong)冷卻(que)(que)速度(du)對(dui)馬(ma)氏(shi)體(ti)沉淀硬化不銹鋼來說(shuo)，會因馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變應(ying)力太(tai)大(da)，有產生裂紋的(de)(de)可能性(xing)。
二、調整處理
調整(zheng)處理也常(chang)稱(cheng)T處理（Transformation treatment),有時(shi)也叫相變處理。
所謂調(diao)整處理(li)，簡而言之，就是調(diao)整鋼的馬(ma)氏體(ti)轉變(bian)點Ms和Mf。這種方法主要用于半奧氏體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼，有時也用于馬(ma)氏體(ti)沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼。
半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變點(dian)較低，固溶(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)(zhi)基本上(shang)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，基體(ti)強(qiang)度(du)較低，在這種組(zu)織(zhi)(zhi)條件下進(jin)行(xing)時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果不(bu)好(hao)。為此，在固溶(rong)后應進(jin)行(xing)一次以提(ti)高(gao)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)點(dian)為目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)。眾所周知，為提(ti)高(gao)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)點(dian)，降低奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)穩定性(xing)，重要的(de)(de)(de)手(shou)段之一是(shi)將鋼(gang)加熱到一定溫(wen)度(du)并保(bao)溫(wen)，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)碳和合金(jin)元素析出，降低基體(ti)中(zhong)合金(jin)的(de)(de)(de)濃度(du)。這樣，在冷卻時，由于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)穩定性(xing)降低，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變點(dian)提(ti)高(gao)，調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)冷卻后原(yuan)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)將轉(zhuan)變成(cheng)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。此時，半奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)基體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)基本上(shang)是(shi)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。在此基礎上(shang)再進(jin)行(xing)時效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)，會獲得較好(hao)的(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果。調(diao)整(zheng)處(chu)(chu)理(li)(li)對馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)點(dian)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)作用(yong)見圖5-2。
圖5-2是半奧氏(shi)體(ti)(ti)沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼0Cr17Ni7Al加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度對Ms點(dian)的(de)(de)影響關系(xi)。有資料報道，0Cr17Ni7Al 鋼加(jia)(jia)熱(re)(re)到1038℃時，Ms點(dian)約(yue)為－196℃;加(jia)(jia)熱(re)(re)到945℃,M.點(dian)約(yue)為－73℃;加(jia)(jia)熱(re)(re)到800℃時，Ms點(dian)約(yue)為＋90℃.這個(ge)結果足可說明(ming)(ming)用加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度來(lai)調(diao)整(zheng)半奧氏(shi)體(ti)(ti)沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼M.點(dian)溫(wen)度的(de)(de)重要(yao)作(zuo)用。隨著M,點(dian)的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)，冷卻后組織中(zhong)馬氏(shi)體(ti)(ti)與奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)比例(li)也有明(ming)(ming)顯變(bian)化(hua)(hua)，見圖5-2的(de)(de)下半部分。
所以，半奧氏(shi)體(ti)沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼在(zai)固溶處理(li)后再進行(xing)一次調整處理(li)，可獲得基本上以馬氏(shi)體(ti)為基體(ti)的(de)組織，再經時效處理(li)，即(ji)可保證(zheng)該(gai)種(zhong)材(cai)料的(de)性能達到要求(qiu)。
半奧氏體沉淀硬化不銹鋼調整處理加熱溫度應根據預想的調整處理效果(guo)來確(que)定（見(jian)熱處理工藝部分）。
三、冷變形處(chu)理
冷變形處理(li)也常稱C處理(li)（Cold Working)。
冷變形處理主要用于半奧(ao)氏體(ti)、奧(ao)氏體(ti)、奧(ao)氏體(ti)－鐵素體(ti)沉淀硬化不銹鋼。
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。
半奧氏(shi)體、奧氏(shi)體、奧氏(shi)體－鐵素(su)體型沉淀硬化(hua)不銹鋼，固溶處理后進行(xing)一定程度的(de)冷(leng)變形(xing)，在基體組(zu)織強化(hua)后再進行(xing)時(shi)效處理，可使(shi)材料獲得理想的(de)性能和強化(hua)效果(guo)。
通(tong)過冷變形處理，材料塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)下降，強度(du)明顯提高(gao)。
四、冷處理
冷(leng)處理(li)也常稱為R處理(li)（Refrigeration treatment).
沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼的冷處(chu)理也是為了(le)促進奧氏體向馬氏體特變。
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(wu)、時效處(chu)理
沉淀(dian)硬化不銹鋼的(de)時效(xiao)處(chu)理也常稱為H處(chu)理（Hardening treatment),有的(de)也叫沉淀(dian)硬化處(chu)理或硬化處(chu)理。
時(shi)效處(chu)理是所有(you)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼必須(xu)進行(xing)的(de)(de)處(chu)理程序，也是沉(chen)淀硬化不銹(xiu)鋼熱處(chu)理中最重要的(de)(de)處(chu)理程序。
時效處理的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)使過飽(bao)和(he)溶于基體(ti)中的(de)(de)沉淀硬化合金元(yuan)素以極細的(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)形(xing)式析出，這(zhe)種(zhong)析出質點(dian)(dian)(dian)可能是(shi)合金元(yuan)素的(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)，也(ye)可能是(shi)金屬(shu)間化合物的(de)(de)質點(dian)(dian)(dian)。這(zhe)種(zhong)析出質點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)形(xing)態(tai)與分布和(he)時效溫(wen)(wen)度及(ji)保溫(wen)(wen)時間有關。
以(yi)(yi)銅(tong)(tong)為(wei)例。銅(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)飽和固(gu)溶(rong)于(yu)基(ji)體(ti)中時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，當加熱到(dao)一(yi)定(ding)溫度(du)，首先是(shi)過(guo)(guo)(guo)飽和相脫溶(rong)，在(zai)(zai)析(xi)出銅(tong)(tong)顆粒(li)(li)的(de)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中，最初形(xing)式是(shi)富鋼的(de)偏聚區，是(shi)亞穩定(ding)相，與母(mu)體(ti)保(bao)持共格，當長大(da)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)(cheng)度(du)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，才(cai)能形(xing)成e-Cu沉(chen)淀(dian)(dian)顆粒(li)(li)。這一(yi)理(li)論已(yi)經(jing)用試驗予以(yi)(yi)證實。如(ru)對含1.12%銅(tong)(tong)的(de)高純鋼經(jing)850℃加熱后水(shui)冷(leng)的(de)固(gu)溶(rong)處理(li)，在(zai)(zai)光學顯(xian)微鏡(jing)下只(zhi)能觀(guan)察(cha)到(dao)多邊形(xing)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)形(xing)態，在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)晶粒(li)(li)內看(kan)不到(dao)任何析(xi)出物，說(shuo)明這時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)是(shi)含銅(tong)(tong)的(de)過(guo)(guo)(guo)飽和鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)。經(jing)550℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效不同時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間，其硬度(du)會發(fa)生(sheng)明顯(xian)變化，呈升高趨勢，但是(shi)在(zai)(zai)光學顯(xian)微鏡(jing)下的(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)組織卻未發(fa)生(sheng)明顯(xian)變化，仍然觀(guan)察(cha)下到(dao)沉(chen)淀(dian)(dian)析(xi)出物，而在(zai)(zai)電子(zi)顯(xian)微鏡(jing)下以(yi)(yi)數十萬倍觀(guan)察(cha)，才(cai)能發(fa)現只(zhi)有5~25mm的(de)“顆粒(li)(li)”，并(bing)確認是(shi)銅(tong)(tong)原(yuan)子(zi)偏聚區。進一(yi)步提高時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效溫度(du)，便(bian)可發(fa)現在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)基(ji)體(ti)上(shang)有較清晰的(de)顆粒(li)(li)。更長時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效則可發(fa)現E-Cu顆粒(li)(li)。如(ru)果再進一(yi)步提高時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效溫度(du)和延長保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間，原(yuan)子(zi)擴散更容易，顆粒(li)(li)會進一(yi)步長大(da)、粗(cu)化，反(fan)映在(zai)(zai)硬度(du)上(shang)呈下降趨勢，材(cai)料處于(yu)過(guo)(guo)(guo)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效狀態。可見，沉(chen)淀(dian)(dian)硬化不銹鋼的(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效效果與時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效溫度(du)和保(bao)溫時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間有關。見圖5-3。
時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度和時(shi)(shi)(shi)(shi)間的(de)(de)選擇(ze)是依據對(dui)材料的(de)(de)強化目(mu)標確定的(de)(de)。時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度對(dui)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)(xiao)果的(de)(de)影響比(bi)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間更明顯。
六、均勻化處理(li)
沉淀硬化(hua)(hua)不銹鋼的(de)(de)均(jun)勻化(hua)(hua)處(chu)理主要用(yong)于鑄(zhu)件。作用(yong)是改善(shan)鑄(zhu)件成分和組織的(de)(de)不均(jun)勻性，細(xi)化(hua)(hua)晶粒(li)，并使鑄(zhu)件凝固時形成的(de)(de)多邊形鐵素體趨于球(qiu)化(hua)(hua)。鑄(zhu)件經過均(jun)勻化(hua)(hua)處(chu)理，對以(yi)后的(de)(de)固溶(rong)效果(guo)及最終(zhong)時效強化(hua)(hua)效果(guo)有積極的(de)(de)作用(yong)。
均(jun)勻(yun)化處理溫(wen)度一般選在1060~1150℃。
七、焊后熱處理(li)
沉淀硬化不銹(xiu)鋼的焊后熱處理(li)(li)包含(han)鑄(zhu)件(jian)補焊后或結構件(jian)焊接后的熱處理(li)(li)。
焊后熱處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)目的(de)和作(zuo)用依(yi)焊接或鑄件補焊前材料(liao)(liao)的(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)狀態而確(que)定。焊前材料(liao)(liao)未(wei)經(jing)過固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)，焊后應進行固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)和時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)，以(yi)保證母體及焊縫（或補焊處(chu)(chu)）達(da)到要求的(de)性能，如果焊前材料(liao)(liao)經(jing)過了固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)或固(gu)溶(rong)(rong)時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)，則(ze)焊后可采用時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)或略低于時(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫度的(de)去(qu)應力處(chu)(chu)理(li)(li)。
上(shang)面(mian)介(jie)紹了沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)常見的(de)幾種熱處(chu)理方式，實際上(shang)，應根據鋼(gang)的(de)具體類型、制品特性等(deng)因素，采用不(bu)同組(zu)合方式。另(ling)外(wai)，沉淀硬化(hua)(hua)不(bu)銹鋼(gang)的(de)熱處(chu)理方式，習慣上(shang)以(yi)英文字母表(biao)示，在溫度(du)表(biao)示上(shang)常以(yi)℉(華(hua)氏度(du)）或℃(攝氏度(du)）表(biao)示，有時(shi)需冷變(bian)形(xing)時(shi)，對冷變(bian)形(xing)量也有表(biao)示。舉例如下。
［例1] A+H500(用℃表(biao)示時）或A+H930(用℉表(biao)示時）
即為固溶處理后再(zai)經500℃(930F)的時效處理。常用(yong)于馬(ma)氏(shi)體沉淀硬化(hua)不銹鋼。
［例2] A+TH500
即為固溶處(chu)理后(hou)經調整(zheng)處(chu)理，再經500℃時(shi)效(xiao)處(chu)理。常(chang)用(yong)于半奧(ao)氏體(ti)沉淀硬化不銹(xiu)鋼。
［例3]A+C,H500
即為固(gu)溶處(chu)理(li)后經(jing)(jing)50%冷變形(xing)，再經(jing)(jing)500℃時效處(chu)理(li)。常用于奧氏體沉淀硬化不(bu)銹鋼。
［例(li)4]A+T+RH500
即(ji)為固(gu)溶處理(li)后經(jing)調整處理(li)，－70℃的(de)冷處理(li)和500℃的(de)時效處理(li)。常用(yong)于奧(ao)氏體沉淀硬(ying)化不(bu)銹鋼(gang)。
