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，可以通過熱處理強化，此類鋼具有高強度、足夠的韌性和適宜的耐蝕性。主要應用于宇航工業(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，基于馬氏體時效鋼的經(jīng)驗，近年來出現(xiàn)了馬氏體時效不銹鋼，與前者比較，后者碳含量較低，其強化手段主要是靠金屬間化合物析出，且熱處理簡單。

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雜，只有按所規(guī)定溫度、時間，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，時效相的類型與存在與否和合金成分、熱處理條件相關(guān)，在各類沉淀硬化不銹鋼中已發(fā)現(xiàn)的沉淀相見表5-1。

  至目前為止，在世界范圍內(nèi)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

  馬氏體型沉淀硬化不銹鋼，在固溶狀態(tài)下為馬氏體，隨后通過簡單的時效處理即可獲得高的強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℃單一時效即可達到硬化的目的，對于一些不能完全轉(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(qū)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(huán)節(jié)。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(tài)，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(tài)，此時鋼具有較高的塑韌性，因此可根據(jù)使用要求進行選擇時效溫度。

2. 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼

  這類沉淀硬化不銹鋼的化學成分處于平衡狀態(tài)，M，點低于室溫，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，必須通過調(diào)整處理，調(diào)整處理的目的是通過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℃時效1～3h使之進一步強化，半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的典型熱處理制度見圖5-14。較高的時效溫度，可提高鋼的韌性，但降低了可能達到的強度和達此目的所需的時效時間。對于大多數(shù)沉淀硬化不銹鋼在480～510℃時效，使用標準的時效時間，使之處于完全時效或輕微過時效狀態(tài)，可獲得最佳的強度和韌性配合。在510℃以上溫度時效，處于明顯的過時效狀態(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點低到使其不能轉(zhuǎn)變成馬氏體，主要采用Mo固溶強化和在奧氏體基體上析出金屬間化合物予以強化。與前兩類沉淀硬化不銹鋼不同，它的熱處理工藝較為簡單，在適宜的固溶處理后再施以簡單的時效，即可達到強化目的，同時保留相當高的塑韌性水平。