沉淀硬化不銹鋼是一類含沉淀硬化元素（Cu、Al、Ti、Nb）的鐵鉻鎳合金，可以通過(guò)熱處理強(qiáng)化，此類鋼具有高強(qiáng)度、足夠的韌性和適宜的耐蝕性。主要應(yīng)用于宇航工業(yè)和一些高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

  沉淀硬化不銹鋼可區(qū)分為馬氏體、半奧氏體和奧氏體沉淀硬化不銹鋼三種主要類型，近年來(lái)又出現(xiàn)了鐵素體沉淀硬化不銹鋼。在馬氏體沉淀不銹鋼中，基于馬氏體時(shí)效鋼的經(jīng)驗(yàn)，近年來(lái)出現(xiàn)了馬氏體時(shí)效不銹鋼，與前者比較，后者碳含量較低，其強(qiáng)化手段主要是靠金屬間化合物析出，且熱處理簡(jiǎn)單。

a. 沉淀硬化不銹鋼的熱處理

  沉淀硬化不銹鋼的熱處理是獲得良好綜合性能的重要工藝手段，沉淀硬化不銹鋼熱處理工藝復(fù)雜，只有按所規(guī)定溫度、時(shí)間，冷卻速度控制參數(shù)執(zhí)行才能得到理想的性能。各類沉淀硬化不銹鋼的熱處理規(guī)范將在后續(xù)章節(jié)予以詳細(xì)介紹。

b. 沉淀硬化不銹鋼中沉淀硬化相

  在沉淀硬化不銹鋼中，經(jīng)時(shí)效處理后其主要沉淀硬化相有面心立方結(jié)構(gòu)富銅相-ε相，具有CsCI結(jié)構(gòu)的NiAl金屬間化合物、M23C6、X相、Laves（n）相、γ＇等，時(shí)效相的類型與存在與否和合金成分、熱處理?xiàng)l件相關(guān)，在各類沉淀硬化不銹鋼中已發(fā)現(xiàn)的沉淀相見(jiàn)表5-1。

  至目前為止，在世界范圍內(nèi)已有十多個(gè)牌號(hào)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（GB1220-92）列入三個(gè)牌號(hào)。

1. 馬氏體型沉淀硬化不銹鋼

  馬氏體型沉淀硬化不銹鋼，在固溶狀態(tài)下為馬氏體，隨后通過(guò)簡(jiǎn)單的時(shí)效處理即可獲得高的強(qiáng)度和適宜韌性的配合。

  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(zhuǎn)變馬氏體，然后在480～620℃單一時(shí)效即可達(dá)到硬化的目的，對(duì)于一些不能完全轉(zhuǎn)變成馬氏體的鋼種，可增加冷處理工序，然后再時(shí)效處理。馬氏體不銹鋼的熱處理工藝見(jiàn)圖5-1。對(duì)于不同牌號(hào)其固溶溫度和冷卻速度的控制有所區(qū)別，如PH13-8Mo。其固溶處理溫度為925℃，為獲得更高的強(qiáng)度，有時(shí)需增加冷處理環(huán)節(jié)。Custom455的固溶處理溫度為830℃。時(shí)效處理溫度通常在480～510℃，使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)效時(shí)間、使之處于完全時(shí)效或輕微過(guò)時(shí)效狀態(tài)，可獲得最佳強(qiáng)度和韌性配合。在510℃以上時(shí)效，將處于明顯過(guò)時(shí)效狀態(tài)，此時(shí)鋼具有較高的塑韌性，因此可根據(jù)使用要求進(jìn)行選擇時(shí)效溫度。

2. 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼

  這類沉淀硬化不銹鋼的化學(xué)成分處于平衡狀態(tài)，M，點(diǎn)低于室溫，因此從固溶處理溫度冷至室溫，鋼的組織主要是奧氏體組織，具有良好的韌性利于成型加工，但為了使其轉(zhuǎn)變成馬氏體，必須通過(guò)調(diào)整處理，調(diào)整處理的目的是通過(guò)碳和合金元素從奧氏體中析出提高鋼的M，和M，以便利于馬氏體轉(zhuǎn)變。調(diào)整處理溫度對(duì)這種轉(zhuǎn)變將產(chǎn)生較大影響。假如采用低的調(diào)整處理溫度（730～760℃），M，可升至室溫附近，在冷卻過(guò)程中，馬氏體轉(zhuǎn)變是完全的。如果采用高的調(diào)整處理溫度（930～955℃），因析出的碳較少，M，仍保持在攝氏零度以下溫度，此時(shí)鋼不能完全轉(zhuǎn)變馬氏體，為了完全轉(zhuǎn)變成馬氏體，必須施予冷處理工序。調(diào)整處理溫度愈高，因固溶體中含碳量高，所轉(zhuǎn)變成的馬氏體較低溫調(diào)整處理所轉(zhuǎn)變成的馬氏體具有更高的強(qiáng)度。此外，亦可借助冷加工完成馬氏體轉(zhuǎn)變。這些馬氏體組織隨后在455～565℃時(shí)效1～3h使之進(jìn)一步強(qiáng)化，半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的典型熱處理制度見(jiàn)圖5-14。較高的時(shí)效溫度，可提高鋼的韌性，但降低了可能達(dá)到的強(qiáng)度和達(dá)此目的所需的時(shí)效時(shí)間。對(duì)于大多數(shù)沉淀硬化不銹鋼在480～510℃時(shí)效，使用標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)效時(shí)間，使之處于完全時(shí)效或輕微過(guò)時(shí)效狀態(tài)，可獲得最佳的強(qiáng)度和韌性配合。在510℃以上溫度時(shí)效，處于明顯的過(guò)時(shí)效狀態(tài)，僅在要求具有較高韌性的情況下使用。

3. 奧氏體沉淀硬化不銹鋼

  奧氏體沉淀硬化不銹鋼的Ms點(diǎn)低到使其不能轉(zhuǎn)變成馬氏體，主要采用Mo固溶強(qiáng)化和在奧氏體基體上析出金屬間化合物予以強(qiáng)化。與前兩類沉淀硬化不銹鋼不同，它的熱處理工藝較為簡(jiǎn)單，在適宜的固溶處理后再施以簡(jiǎn)單的時(shí)效，即可達(dá)到強(qiáng)化目的，同時(shí)保留相當(dāng)高的塑韌性水平。