同回復(fù)過(guò)程類似，沉淀析出在零部件獲得所需要的強(qiáng)度過(guò)程中非常有用。沉淀強(qiáng)化或沉淀時(shí)效是改進(jìn)結(jié)構(gòu)金屬?gòu)?qiáng)度的重要冶金學(xué)過(guò)程。強(qiáng)度改善的程度取決于第二相粒子的位置、尺寸、形狀及分布。

由于滲氮奧氏體不銹鋼的力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)優(yōu)于304L、304、316等不銹鋼，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。與碳鋼相比，滲氮鋼性能的巨大改善源于氮與鉻之間更強(qiáng)的結(jié)合力以及位錯(cuò)更明顯的釘扎作用。由于塑性變形后再對(duì)部件加熱能夠改變鋼中氮的分布，因此加入氮后導(dǎo)致塑性變形后的受熱和微觀組織對(duì)材料性能的影響更大。借助透射電子顯微鏡，已經(jīng)觀察到了在1123K對(duì)核子級(jí)316LN進(jìn)行時(shí)效時(shí)氮原子的重新分配和沉淀過(guò)程的一系列變化。

對(duì)不同熱處理工藝下核子級(jí)316LN不銹鋼中的超聲波速度進(jìn)行了測(cè)量。采用10MHz、25MHz、50MHz以及75MHz的超聲波，測(cè)量了時(shí)效處理過(guò)程中縱波速度隨時(shí)效時(shí)間的變化情況，如圖8-22所示?？梢钥闯觯瑫r(shí)效時(shí)間25h之前，聲速處于增長(zhǎng)階段；在相同溫度下，時(shí)效25~2000h，超聲波速度處于下降階段。由圖可知，四種頻率下超聲波速度變化的趨勢(shì)幾乎一致。圖中A階段時(shí)效0~10h時(shí)，聲速的增加主要源于基體本身的變化。時(shí)效10h后形成富集Cr-N的原子團(tuán)，使基體中N的含量相對(duì)貧瘠，并形成許多無(wú)應(yīng)變區(qū)。時(shí)效時(shí)間達(dá)到25h后，形成的晶粒內(nèi)共格Cr2N沉淀析出，導(dǎo)致聲速也有所增加。這主要是基體和沉淀相之間的彈性模量相差非常大的緣故。在17-4PH鋼中，同樣發(fā)現(xiàn)沉淀析出初始階段超聲波速度有著類似的增長(zhǎng)，這主要是由于析出銅沉淀相帶來(lái)了彈性模量變化。

在時(shí)效500h后會(huì)形成網(wǎng)狀沉淀物，1000h以后會(huì)形成粗糙相，這些都會(huì)使超聲波在沉淀物和基體界面上的散射增強(qiáng)，導(dǎo)致在C階段上超聲波速度降低。從圖中還能看到C階段隨著頻率的增加速度明顯降低，這是由于當(dāng)超聲波頻率從5MHz增加到50MHz時(shí)波長(zhǎng)也隨之減小到原來(lái)的1/10。當(dāng)超聲波頻率為50MHz時(shí)，半波長(zhǎng)為58μm,這非常接近奧氏體的晶粒度。由于網(wǎng)狀沉淀物遍布整個(gè)晶粒，50MHz波長(zhǎng)的波更有可能與沉淀相互作用，因此其散射程度要強(qiáng)于5MHz或10MHz的超聲波，造成頻率不同時(shí)速度的顯著變化，在時(shí)效500h以后這種現(xiàn)象尤為明顯。結(jié)果表明，因?yàn)槌恋頇C(jī)制與大的晶格應(yīng)變密切相關(guān)，因此在研究包含間隙元素(如N)的沉淀析出反應(yīng)時(shí)，超聲波評(píng)價(jià)是一種非常有力的工具。