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(shí)效硬化。所謂的時(shí)效硬化，其實(shí)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(shí)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?yàn)樵颖纫后w溶液更難以移動(dòng)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(shí)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(gè)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(duì)較低的溫度和較短的時(shí)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(gè)區(qū)域是以最初確定它們的兩個(gè)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(cuò)更難以在晶格中移動(dòng)，并且是使金屬變形的錯(cuò)位運(yùn)動(dòng); 因此拉伸強(qiáng)度和硬度增加，但延展性和韌性降低。隨著時(shí)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(diǎn)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(gè)很好的例子，在這種情況下，非相干，過時(shí)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(gè)合金晶粒中并具有最佳尺寸。老化溫度和/或時(shí)間可以明顯改變以適應(yīng)沉淀物的分布和尺寸，更長的時(shí)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(shí)效狀態(tài)以保證合理的延展性?？梢钥闯?，對(duì)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(shí)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?？偟膩碚f，如果要獲得所需的性能，熱處理時(shí)間，溫度和冷卻速度的嚴(yán)格控制是必不可少的。