沉淀(dian)硬化(hua)不銹鋼(gang)是一類含沉淀(dian)硬化(hua)元素（Cu、Al、Ti、Nb）的(de)鐵鉻(ge)鎳合金，可以通過熱處理強(qiang)(qiang)化(hua)，此類鋼(gang)具(ju)有高強(qiang)(qiang)度、足(zu)夠的(de)韌性(xing)和適宜(yi)的(de)耐蝕(shi)性(xing)。主要應用(yong)于宇(yu)航工(gong)業和一些高技術(shu)產業。
沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹鋼可區分為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)、半(ban)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹鋼三種主要類型，近年來(lai)又出現了鐵素體(ti)(ti)沉淀(dian)(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹鋼。在馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)沉淀(dian)(dian)不(bu)(bu)(bu)銹鋼中，基于馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)鋼的經驗，近年來(lai)出現了馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)時效(xiao)不(bu)(bu)(bu)銹鋼，與前者(zhe)比較，后者(zhe)碳含量較低，其(qi)強(qiang)化(hua)手(shou)段主要是靠(kao)金屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物析出，且熱處(chu)理(li)簡單。
a. 沉淀(dian)硬化不(bu)銹鋼的(de)熱(re)處(chu)理
沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)熱處(chu)(chu)理(li)是(shi)獲得良好綜(zong)合性(xing)能的(de)重要工藝手段，沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼熱處(chu)(chu)理(li)工藝復(fu)雜，只(zhi)有(you)按所規(gui)(gui)定(ding)溫度(du)、時間，冷卻(que)速度(du)控(kong)制參數(shu)執行才能得到理(li)想的(de)性(xing)能。各類沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)熱處(chu)(chu)理(li)規(gui)(gui)范將(jiang)在后續章節予以詳細介紹。
b. 沉(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)不銹鋼中沉(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)相
在沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹鋼中，經時效(xiao)處理(li)(li)后其(qi)主要沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)相(xiang)(xiang)有(you)面心立(li)方結(jie)構富銅相(xiang)(xiang)-ε相(xiang)(xiang)，具有(you)CsCI結(jie)構的(de)NiAl金屬間化(hua)(hua)(hua)合物、M23C6、X相(xiang)(xiang)、Laves（n）相(xiang)(xiang)、γ＇等(deng)，時效(xiao)相(xiang)(xiang)的(de)類型與存在與否和合金成分、熱處理(li)(li)條(tiao)件相(xiang)(xiang)關，在各(ge)類沉(chen)(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)不(bu)銹鋼中已發現(xian)的(de)沉(chen)(chen)淀相(xiang)(xiang)見表5-1。
至目(mu)前為止，在(zai)世界范圍內已有十多個牌號，我國標準（GB1220-92）列入三個牌號。
1. 馬氏體型沉淀硬化不銹鋼(gang)
馬氏體(ti)型沉(chen)淀硬化不銹鋼，在(zai)固溶(rong)狀態(tai)下(xia)為馬氏體(ti)，隨后通(tong)過簡(jian)單的(de)時效處理即可獲得(de)高的(de)強度和適宜韌性的(de)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(ban)奧氏體沉淀硬化(hua)不銹鋼
這(zhe)(zhe)類(lei)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分處(chu)于(yu)平衡狀態(tai)，M，點低(di)于(yu)室(shi)溫(wen)(wen)，因此(ci)從固溶處(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)冷(leng)至室(shi)溫(wen)(wen)，鋼(gang)的(de)(de)(de)組織主要是奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)韌性利(li)(li)于(yu)成(cheng)(cheng)型加工(gong)，但為了使其轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成(cheng)(cheng)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，必(bi)須通過(guo)調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)，調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是通過(guo)碳和(he)合金元素從奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)析出提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)M，和(he)M，以便利(li)(li)于(yu)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對(dui)這(zhe)(zhe)種轉(zhuan)(zhuan)變(bian)將產生(sheng)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)影(ying)響。假如采用(yong)(yong)低(di)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)（730～760℃），M，可(ke)(ke)升至室(shi)溫(wen)(wen)附近(jin)，在(zai)(zai)冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)是完(wan)(wan)全(quan)的(de)(de)(de)。如果采用(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)（930～955℃），因析出的(de)(de)(de)碳較(jiao)(jiao)(jiao)少(shao)，M，仍保持在(zai)(zai)攝氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)零(ling)度(du)(du)(du)以下(xia)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)鋼(gang)不(bu)(bu)能(neng)(neng)完(wan)(wan)全(quan)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，為了完(wan)(wan)全(quan)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成(cheng)(cheng)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，必(bi)須施(shi)予冷(leng)處(chu)理(li)(li)(li)工(gong)序。調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)愈高(gao)(gao)(gao)，因固溶體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)含碳量(liang)高(gao)(gao)(gao)，所轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)溫(wen)(wen)調(diao)(diao)(diao)(diao)整(zheng)(zheng)處(chu)理(li)(li)(li)所轉(zhuan)(zhuan)變(bian)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)具(ju)有更高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)。此(ci)外(wai)，亦可(ke)(ke)借助冷(leng)加工(gong)完(wan)(wan)成(cheng)(cheng)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。這(zhe)(zhe)些馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織隨后在(zai)(zai)455～565℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)1～3h使之(zhi)進一步強化(hua)，半奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)典型熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)制度(du)(du)(du)見圖5-14。較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，可(ke)(ke)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)韌性，但降(jiang)低(di)了可(ke)(ke)能(neng)(neng)達到的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)和(he)達此(ci)目的(de)(de)(de)所需的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)。對(dui)于(yu)大(da)多(duo)數沉(chen)淀(dian)硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)480～510℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，使用(yong)(yong)標準的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，使之(zhi)處(chu)于(yu)完(wan)(wan)全(quan)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)或(huo)輕(qing)微過(guo)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)狀態(tai)，可(ke)(ke)獲得最(zui)佳的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)和(he)韌性配合。在(zai)(zai)510℃以上溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)，處(chu)于(yu)明顯(xian)的(de)(de)(de)過(guo)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)狀態(tai)，僅(jin)在(zai)(zai)要求具(ju)有較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)(gao)韌性的(de)(de)(de)情況下(xia)使用(yong)(yong)。
3. 奧氏體沉淀硬化不銹(xiu)鋼
奧(ao)氏(shi)(shi)體沉(chen)淀硬化(hua)(hua)(hua)不銹鋼的(de)(de)Ms點(dian)低到(dao)使其不能(neng)轉(zhuan)變(bian)成馬氏(shi)(shi)體，主要(yao)采用Mo固溶強(qiang)化(hua)(hua)(hua)和在奧(ao)氏(shi)(shi)體基體上析出(chu)金屬間化(hua)(hua)(hua)合(he)物予以強(qiang)化(hua)(hua)(hua)。與前兩類沉(chen)淀硬化(hua)(hua)(hua)不銹鋼不同(tong)(tong)，它的(de)(de)熱(re)處(chu)理工(gong)藝較為簡單(dan)(dan)，在適宜的(de)(de)固溶處(chu)理后再施以簡單(dan)(dan)的(de)(de)時(shi)效，即(ji)可達到(dao)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)目的(de)(de)，同(tong)(tong)時(shi)保留相當高的(de)(de)塑韌性水平。
