有幾種方法可以用來增加不銹鋼板的強(qiáng)度，分別是合金化、淬火、加工硬化，以及一種很常見的熱處理形式，即沉淀或時效硬化。所謂的時效硬化，其實就是依賴于沉淀物的形成。為了達(dá)到機(jī)械性能的最佳組合，不銹鋼板熱處理周期必須嚴(yán)格控制。

不銹鋼板

為理解沉淀物如何影響機(jī)械性能，需要了解一些基本的冶金學(xué)。沉淀硬化機(jī)理要求合金元素即溶質(zhì)在金屬，溶劑中的溶解度隨著溫度的升高而增加，其中固溶線顯示合金元素B在溶劑A隨溫度下降。比喻是水中的鹽， 隨著溫度的升高，可以溶解更多的鹽，但是當(dāng)鹽晶體開始形成或沉淀時允許溶液冷卻，反之發(fā)生。

除了溶解和沉淀的過程發(fā)生在固體中并且因此原子慢得多因為原子比液體溶液更難以移動到固體中之外，在合適的合金化金屬中發(fā)生相同的過程。其結(jié)果是，一旦沉淀物已經(jīng)通過使金屬合金達(dá)到足夠高的溫度即溶線線以上而被溶解，則可以通過快速冷卻或淬火來防止其重新形成。

這種熱處理被稱為固溶熱處理，并進(jìn)行形成不穩(wěn)定的過冷固溶體，如果再加熱到較低的時效或沉淀硬化溫度，將開始重新形成沉淀物，這些沉淀物隨著熱處理進(jìn)行。

在固溶熱處理不銹鋼板中，合金元素的原子即溶質(zhì)隨機(jī)分布在整個基體中，但一旦溫度升高，沉淀就開始通過成核和生長過程形成。在相對較低的溫度和較短的時間尺度內(nèi)，溶質(zhì)原子開始聚集在一起，形成稱為Guinier-Preston（GP）區(qū)的非常小且非常細(xì)小的沉淀物，這兩個區(qū)域是以最初確定它們的兩個冶金學(xué)家的名字命名的。GP區(qū)域非常小，使用普通光學(xué)顯微鏡不可見，但可以使用電子顯微鏡在約10萬放大倍數(shù)下觀察到。

GP區(qū)被描述為連貫的，換句話說，它們具有與溶劑金屬相同的晶體結(jié)構(gòu)。然而，它們扭曲了晶格，即原子所在的框架。這使得位錯更難以在晶格中移動，并且是使金屬變形的錯位運動; 因此拉伸強(qiáng)度和硬度增加，但延展性和韌性降低。隨著時效處理的繼續(xù)或溫度的升高，拉伸強(qiáng)度也隨著沉淀物生長和變粗而仍然保持一致而持續(xù)增加。然而，在某種程度上，沉淀物開始失去一致性。就在這一點之前，就是合金具有最高的拉伸強(qiáng)度。隨著這些不相干顆粒的形成和尺寸的增加，抗張強(qiáng)度逐漸降低。據(jù)說合金過剩，盡管析出物仍然有助于合金的抗拉強(qiáng)度。高強(qiáng)度低合金（HSLA）鋼就是一個很好的例子，在這種情況下，非相干，過時效的沉淀物被用來大幅提高拉伸強(qiáng)度。

為了達(dá)到性能的最佳組合，沉淀物需要均勻分布在整個合金晶粒中并具有最佳尺寸。老化溫度和/或時間可以明顯改變以適應(yīng)沉淀物的分布和尺寸，更長的時間和/或更高的溫度通常導(dǎo)致強(qiáng)度的降低，但是延展性增加，過度使用的結(jié)構(gòu)提供最低的拉伸強(qiáng)度但是最高的延展性。

鐵素體和鎳基合金通常用于過時效狀態(tài)以保證合理的延展性?？梢钥闯?，對于一些合金，例如17 / 4PH不銹鋼，沉淀機(jī)制足夠低以致于可以在靜止的空氣中冷卻部件，或者與A286不銹鋼一樣，需要長的老化時間。

另一方面，鋁-銅合金2219如果在室溫下放置數(shù)天，則能夠老化。6000（Al-Si-Mg）和7000系列（Al-Zn-Mg）合金中的一些將在環(huán)境溫度下類似地老化。這被稱為自然老化，高溫老化被稱為人工老化。總的來說，如果要獲得所需的性能，熱處理時間，溫度和冷卻速度的嚴(yán)格控制是必不可少的。