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)和一些高技術產業(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構富銅相-ε相，具有CsCI結構的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，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(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，但為了使其轉變成馬氏體，必須通過調整處理，調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，以便利于馬氏體轉變。調整處理溫度對這種轉變將產生較大影響。假如采用低的調整處理溫度（730～760℃），M，可升至室溫附近，在冷卻過程中，馬氏體轉變是完全的。如果采用高的調整處理溫度（930～955℃），因析出的碳較少，M，仍保持在攝氏零度以下溫度，此時鋼不能完全轉變馬氏體，為了完全轉變成馬氏體，必須施予冷處理工序。調整處理溫度愈高，因固溶體中含碳量高，所轉變成的馬氏體較低溫調整處理所轉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。