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)化不(bu)銹鋼的基(ji)體(ti)組織有所不(bu)同，但是(shi)，依靠沉淀(dian)相強化的作用是(shi)相同的。
可(ke)見，沉淀硬化不銹鋼(gang)的熱(re)處理(li)主要有兩(liang)個過程，即(ji)先獲取穩定的基體(ti)組織，再令第二相質點沉淀析(xi)出。
就上述(shu)四個類(lei)型的沉淀硬化不銹鋼而言，為達(da)到強化的目的，處理的主(zhu)要過程可有如下(xia)幾種形式。
一、固溶(rong)處理
固溶處理(li)也常稱A處理(li)（Austenite Conditioning).這(zhe)是對任何一(yi)種沉淀(dian)硬化不銹鋼(gang)都(dou)要經歷(li)的(de)(de)一(yi)個熱(re)處理(li)過(guo)程。利(li)用某些元素(su)（這(zhe)里主要是作(zuo)為沉淀(dian)相(xiang)析出的(de)(de)元素(su)）在(zai)高溫(wen)(wen)溶解(jie)度(du)大(da)、低溫(wen)(wen)溶解(jie)度(du)小的(de)(de)特點，通過(guo)高溫(wen)(wen)加(jia)熱(re)，使可沉淀(dian)元素(su)充(chong)分地(di)溶于(yu)(yu)基體組織中，保證在(zai)以(yi)后的(de)(de)冷卻過(guo)程中處于(yu)(yu)過(guo)飽和(he)狀態，為下一(yi)步的(de)(de)時效(xiao)過(guo)程中能(neng)大(da)量地(di)彌散析出創(chuang)造(zao)充(chong)分條件。
以銅(tong)為(wei)(wei)例，見圖5-1,銅(tong)在1096℃時在γ-Fe中(zhong)(zhong)的(de)溶解(jie)度約為(wei)(wei)8.2%,850℃時在γ-Fe中(zhong)(zhong)的(de)最(zui)大溶解(jie)度為(wei)(wei)3.1%,在α-Fe中(zhong)(zhong)最(zui)大溶解(jie)度為(wei)(wei)2.2%.而在室溫(wen)下(xia)在α-Fe中(zhong)(zhong)的(de)溶解(jie)度僅為(wei)(wei)0.2%左右。由(you)此可見，含銅(tong)元素的(de)鋼自高溫(wen)快速(su)冷卻(que)到(dao)室溫(wen)后，銅(tong)是呈過(guo)飽和(he)狀態(tai)存(cun)在于基體中(zhong)(zhong)的(de)。在一(yi)定條件下(xia)（如(ru)重新加熱到(dao)某一(yi)溫(wen)度），銅(tong)將沉淀析出。
固溶(rong)處(chu)理效果對材料熱處(chu)理后的最終(zhong)結果的影響是重要的，所(suo)以(yi)，固溶(rong)處(chu)理的加熱和(he)冷卻(que)控制(zhi)應予以(yi)注意(yi)。
固溶(rong)(rong)加熱(re)(re)溫(wen)度不(bu)(bu)足(zu)或保溫(wen)時間不(bu)(bu)足(zu)，合金元(yuan)素(su)不(bu)(bu)能較好(hao)地溶(rong)(rong)解于(yu)基體(ti)(ti)(ti)中，沉(chen)(chen)淀強(qiang)化(hua)(hua)元(yuan)素(su)在以后的(de)時效(xiao)過(guo)程中的(de)析(xi)出量不(bu)(bu)足(zu)，將(jiang)影(ying)響強(qiang)化(hua)(hua)效(xiao)果。其(qi)中，對于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和半奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹鋼來說，固溶(rong)(rong)加熱(re)(re)不(bu)(bu)足(zu)，還會(hui)(hui)(hui)影(ying)響基體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度。固溶(rong)(rong)加熱(re)(re)溫(wen)度過(guo)高(gao)使鋼的(de)晶粒變粗，使固溶(rong)(rong)處(chu)理后的(de)組織粗大(da)，影(ying)響性(xing)能，特(te)別是(shi)使沖擊韌性(xing)降低。此外(wai)，對于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)和半奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹鋼，還會(hui)(hui)(hui)因奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)溫(wen)度高(gao)，合金元(yuan)素(su)過(guo)量溶(rong)(rong)解，提高(gao)了奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)穩定(ding)性(xing)，降低了Ms點，會(hui)(hui)(hui)使鋼中產生過(guo)量的(de)殘留奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)（對于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹鋼）或奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)比例增大(da)（對于(yu)半奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)沉(chen)(chen)淀硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹鋼），同樣(yang)會(hui)(hui)(hui)影(ying)響最終的(de)熱(re)(re)處(chu)理效(xiao)果和性(xing)能。
固(gu)(gu)溶處理的(de)(de)冷卻(que)，首先應保(bao)證足(zu)夠的(de)(de)冷卻(que)速(su)(su)度，使沉(chen)淀(dian)強化(hua)元素充(chong)分固(gu)(gu)溶于基體(ti)(ti)中。如果(guo)冷卻(que)太慢(man)，會使沉(chen)淀(dian)強化(hua)元素在固(gu)(gu)溶冷卻(que)時就析(xi)出(chu)，這個過程(cheng)(cheng)的(de)(de)析(xi)出(chu)效(xiao)果(guo)遠不及以后(hou)時效(xiao)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)析(xi)出(chu)效(xiao)果(guo)。固(gu)(gu)溶冷卻(que)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)析(xi)出(chu)，會降(jiang)低最終的(de)(de)沉(chen)淀(dian)強化(hua)效(xiao)果(guo)。但(dan)是，太快的(de)(de)固(gu)(gu)溶冷卻(que)速(su)(su)度對(dui)馬氏體(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不銹鋼來說，會因馬氏體(ti)(ti)轉變應力太大，有(you)產生(sheng)裂紋的(de)(de)可能性。
二、調整處(chu)理(li)
調整處(chu)理也常(chang)稱T處(chu)理（Transformation treatment),有時也叫相變處(chu)理。
所謂調整處(chu)理，簡(jian)而言之(zhi)，就(jiu)是調整鋼(gang)的(de)馬氏(shi)體(ti)轉變點Ms和Mf。這(zhe)種方法主要用于(yu)半(ban)奧(ao)氏(shi)體(ti)沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，有時也用于(yu)馬氏(shi)體(ti)沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
半(ban)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)(gang)的(de)馬氏體(ti)(ti)(ti)轉變點較低，固(gu)溶處(chu)理(li)后的(de)組織(zhi)基(ji)本上(shang)是奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，基(ji)體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度較低，在這(zhe)種(zhong)組織(zhi)條件(jian)下(xia)進行(xing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)的(de)強(qiang)化(hua)效(xiao)果不好。為此(ci)(ci)，在固(gu)溶后應進行(xing)一(yi)次以提(ti)高(gao)(gao)(gao)馬氏體(ti)(ti)(ti)點為目的(de)的(de)熱處(chu)理(li)。眾所(suo)周知，為提(ti)高(gao)(gao)(gao)馬氏體(ti)(ti)(ti)點，降(jiang)低奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)穩定性(xing)(xing)，重(zhong)要的(de)手段之(zhi)一(yi)是將(jiang)鋼(gang)(gang)加熱到一(yi)定溫(wen)度并(bing)保溫(wen)，使奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)碳和合(he)金(jin)元素析(xi)出，降(jiang)低基(ji)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)合(he)金(jin)的(de)濃度。這(zhe)樣(yang)，在冷卻(que)時(shi)，由于奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)穩定性(xing)(xing)降(jiang)低，馬氏體(ti)(ti)(ti)轉變點提(ti)高(gao)(gao)(gao)，調整(zheng)處(chu)理(li)冷卻(que)后原(yuan)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)將(jiang)轉變成(cheng)馬氏體(ti)(ti)(ti)。此(ci)(ci)時(shi)，半(ban)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)沉淀硬(ying)化(hua)不銹鋼(gang)(gang)的(de)基(ji)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)基(ji)本上(shang)是馬氏體(ti)(ti)(ti)。在此(ci)(ci)基(ji)礎上(shang)再進行(xing)時(shi)效(xiao)處(chu)理(li)，會獲得較好的(de)強(qiang)化(hua)效(xiao)果。調整(zheng)處(chu)理(li)對馬氏體(ti)(ti)(ti)點的(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao)作用(yong)見(jian)圖(tu)5-2。
圖5-2是半(ban)奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼(gang)0Cr17Ni7Al加(jia)熱溫度(du)對Ms點的(de)(de)影響關系。有(you)資料報(bao)道，0Cr17Ni7Al 鋼(gang)加(jia)熱到(dao)1038℃時，Ms點約為－196℃;加(jia)熱到(dao)945℃,M.點約為－73℃;加(jia)熱到(dao)800℃時，Ms點約為＋90℃.這(zhe)個結果足可說明用(yong)加(jia)熱溫度(du)來調整半(ban)奧氏(shi)體(ti)(ti)沉(chen)淀硬化(hua)不銹鋼(gang)M.點溫度(du)的(de)(de)重要作用(yong)。隨著M,點的(de)(de)變(bian)化(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(bi)例也(ye)有(you)明顯變(bian)化(hua)，見圖5-2的(de)(de)下(xia)半(ban)部分。
所以，半奧氏體沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼在固溶處理后再進(jin)行一次調(diao)整處理，可獲得基本上以馬氏體為基體的(de)組織，再經時(shi)效處理，即(ji)可保證該種材料的(de)性能達到要求。
半奧氏(shi)體沉(chen)淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼調(diao)整處理加熱(re)溫度應根據預想的(de)調(diao)整處理效果來確定(ding)（見熱(re)處理工藝部分）。
三、冷變形處理
冷變形處理也(ye)常稱(cheng)C處理（Cold Working)。
冷變形處理主要(yao)用于半奧氏體(ti)、奧氏體(ti)、奧氏體(ti)－鐵素體(ti)沉淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
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(tie)素體(ti)(ti)型沉淀硬化(hua)不(bu)銹鋼，固溶處理(li)后(hou)進行(xing)一(yi)定程度的(de)冷變形，在基(ji)體(ti)(ti)組(zu)織強(qiang)化(hua)后(hou)再進行(xing)時效處理(li)，可使(shi)材料(liao)獲得理(li)想的(de)性能和強(qiang)化(hua)效果。
通過冷變(bian)形處理，材(cai)料塑性、韌性下降，強度明顯提(ti)高。
四、冷(leng)處理(li)
冷(leng)處理(li)也常稱為(wei)R處理(li)（Refrigeration treatment).
沉淀(dian)硬化不銹(xiu)鋼(gang)的冷處(chu)理也是為了(le)促進奧氏體向馬氏體特變(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、時效處理
沉淀(dian)硬(ying)化不銹鋼的時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)也常(chang)稱為(wei)H處(chu)(chu)理(li)（Hardening treatment),有的也叫沉淀(dian)硬(ying)化處(chu)(chu)理(li)或硬(ying)化處(chu)(chu)理(li)。
時效處(chu)理(li)(li)是所有(you)沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼必須進(jin)行的處(chu)理(li)(li)程(cheng)(cheng)序，也是沉(chen)淀(dian)硬化不銹鋼熱處(chu)理(li)(li)中最重(zhong)要的處(chu)理(li)(li)程(cheng)(cheng)序。
時(shi)效處理(li)的目的是使(shi)過飽和(he)溶于基(ji)體中的沉淀硬化合(he)金元素以極細的質(zhi)點(dian)(dian)形(xing)式析(xi)出(chu)，這種(zhong)析(xi)出(chu)質(zhi)點(dian)(dian)可能是合(he)金元素的質(zhi)點(dian)(dian)，也可能是金屬間化合(he)物的質(zhi)點(dian)(dian)。這種(zhong)析(xi)出(chu)質(zhi)點(dian)(dian)的形(xing)態與分(fen)布和(he)時(shi)效溫度(du)及保溫時(shi)間有關。
以(yi)銅為例。銅過飽(bao)和固溶于(yu)基體(ti)中時(shi)，當加(jia)熱到一(yi)(yi)定(ding)溫度(du)，首先(xian)是(shi)(shi)過飽(bao)和相(xiang)(xiang)脫溶，在(zai)析出(chu)銅顆粒(li)的(de)(de)(de)過程中，最(zui)初(chu)形(xing)式是(shi)(shi)富鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)偏(pian)聚區(qu)，是(shi)(shi)亞穩定(ding)相(xiang)(xiang)，與(yu)母體(ti)保持共格，當長(chang)(chang)大(da)到一(yi)(yi)定(ding)程度(du)時(shi)，才(cai)能(neng)形(xing)成e-Cu沉淀(dian)(dian)顆粒(li)。這(zhe)一(yi)(yi)理(li)論已經(jing)用試驗予以(yi)證實。如對含(han)1.12%銅的(de)(de)(de)高(gao)純鋼(gang)(gang)經(jing)850℃加(jia)熱后水冷的(de)(de)(de)固溶處理(li)，在(zai)光學顯(xian)(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)(jing)下只(zhi)(zhi)能(neng)觀(guan)(guan)察(cha)到多邊形(xing)鐵(tie)素體(ti)形(xing)態，在(zai)鐵(tie)素體(ti)晶粒(li)內看(kan)不(bu)到任何析出(chu)物，說明(ming)(ming)這(zhe)時(shi)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)是(shi)(shi)含(han)銅的(de)(de)(de)過飽(bao)和鐵(tie)素體(ti)。經(jing)550℃時(shi)效不(bu)同時(shi)間(jian)，其硬度(du)會發(fa)生(sheng)明(ming)(ming)顯(xian)(xian)(xian)變化，呈(cheng)升高(gao)趨勢，但是(shi)(shi)在(zai)光學顯(xian)(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)(jing)下的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)組織(zhi)卻未發(fa)生(sheng)明(ming)(ming)顯(xian)(xian)(xian)變化，仍(reng)然觀(guan)(guan)察(cha)下到沉淀(dian)(dian)析出(chu)物，而在(zai)電子顯(xian)(xian)(xian)微鏡(jing)(jing)(jing)下以(yi)數十萬(wan)倍觀(guan)(guan)察(cha)，才(cai)能(neng)發(fa)現(xian)(xian)只(zhi)(zhi)有(you)5~25mm的(de)(de)(de)“顆粒(li)”，并(bing)確認是(shi)(shi)銅原(yuan)子偏(pian)聚區(qu)。進(jin)一(yi)(yi)步提高(gao)時(shi)效溫度(du)，便可發(fa)現(xian)(xian)在(zai)鐵(tie)素體(ti)基體(ti)上(shang)有(you)較清晰的(de)(de)(de)顆粒(li)。更長(chang)(chang)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)時(shi)效則可發(fa)現(xian)(xian)E-Cu顆粒(li)。如果再進(jin)一(yi)(yi)步提高(gao)時(shi)效溫度(du)和延長(chang)(chang)保溫時(shi)間(jian)，原(yuan)子擴散更容易，顆粒(li)會進(jin)一(yi)(yi)步長(chang)(chang)大(da)、粗化，反映在(zai)硬度(du)上(shang)呈(cheng)下降(jiang)趨勢，材料處于(yu)過時(shi)效狀態。可見，沉淀(dian)(dian)硬化不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)時(shi)效效果與(yu)時(shi)效溫度(du)和保溫時(shi)間(jian)有(you)關。見圖5-3。
時效(xiao)(xiao)(xiao)溫度和時間的(de)選擇(ze)是依(yi)據對材料的(de)強化目標(biao)確定的(de)。時效(xiao)(xiao)(xiao)溫度對時效(xiao)(xiao)(xiao)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)的(de)影響比(bi)時效(xiao)(xiao)(xiao)時間更(geng)明顯。
六、均勻化處理
沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)的(de)(de)均(jun)(jun)(jun)勻化處理(li)(li)主要用(yong)于鑄(zhu)件(jian)。作(zuo)用(yong)是改善鑄(zhu)件(jian)成分和組織的(de)(de)不均(jun)(jun)(jun)勻性，細化晶粒，并使(shi)鑄(zhu)件(jian)凝固時(shi)(shi)形成的(de)(de)多邊形鐵素體趨于球化。鑄(zhu)件(jian)經過均(jun)(jun)(jun)勻化處理(li)(li)，對以(yi)后的(de)(de)固溶(rong)效(xiao)果及最終時(shi)(shi)效(xiao)強化效(xiao)果有積極的(de)(de)作(zuo)用(yong)。
均(jun)勻化處理溫度一般選(xuan)在1060~1150℃。
七(qi)、焊(han)后熱處理
沉淀硬化不銹(xiu)鋼的(de)焊后熱處(chu)理包(bao)含鑄件補焊后或結構件焊接后的(de)熱處(chu)理。
焊(han)后熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的目的和(he)作用依焊(han)接(jie)或(huo)鑄件補焊(han)前(qian)(qian)材料的熱處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)狀(zhuang)態而確定(ding)。焊(han)前(qian)(qian)材料未經過固(gu)(gu)溶處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，焊(han)后應進行固(gu)(gu)溶處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)和(he)時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，以(yi)保證母體及(ji)焊(han)縫（或(huo)補焊(han)處(chu)(chu)）達到要(yao)求(qiu)的性(xing)能，如果焊(han)前(qian)(qian)材料經過了固(gu)(gu)溶處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)或(huo)固(gu)(gu)溶時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，則(ze)焊(han)后可(ke)采用時(shi)效(xiao)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)或(huo)略低于時(shi)效(xiao)溫度的去應力處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)。
上(shang)面介紹了(le)沉淀硬化不(bu)(bu)銹鋼常見的幾種(zhong)熱(re)處理(li)方式(shi)，實際上(shang)，應根據鋼的具(ju)體類(lei)型、制品特性(xing)等因素(su)，采用(yong)不(bu)(bu)同組合(he)方式(shi)。另外，沉淀硬化不(bu)(bu)銹鋼的熱(re)處理(li)方式(shi)，習(xi)慣上(shang)以英文字(zi)母(mu)表(biao)示，在溫度表(biao)示上(shang)常以℉(華氏度）或℃(攝氏度）表(biao)示，有(you)時需(xu)冷變(bian)形時，對冷變(bian)形量也有(you)表(biao)示。舉(ju)例如(ru)下。
［例1] A+H500(用℃表示時）或A+H930(用℉表示時）
即為(wei)固溶處理(li)后(hou)再經500℃(930F)的(de)時效(xiao)處理(li)。常用于(yu)馬氏體沉淀硬(ying)化不銹鋼。
［例2] A+TH500
即為固溶(rong)處(chu)理(li)后經調整(zheng)處(chu)理(li)，再經500℃時效處(chu)理(li)。常用于半奧(ao)氏體沉淀(dian)硬化不銹鋼。
［例3]A+C,H500
即為固溶處理(li)后(hou)經50%冷變(bian)形，再(zai)經500℃時效處理(li)。常用于奧(ao)氏(shi)體沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為固溶處(chu)(chu)理(li)(li)后經調整處(chu)(chu)理(li)(li)，－70℃的冷處(chu)(chu)理(li)(li)和500℃的時(shi)效處(chu)(chu)理(li)(li)。常用于奧(ao)氏(shi)體沉(chen)淀硬(ying)化不銹鋼。
