同回復(fù)過程類似，沉淀析出在零部件獲得所需要的強度過程中非常有用。沉淀強化或沉淀時效是改進結(jié)構(gòu)金屬強度的重要冶金學(xué)過程。強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的結(jié)合力以及位錯更明顯的釘扎作用。由于塑性變形后再對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對核子級316LN進行時效時氮原子的重新分配和沉淀過程的一系列變化。

對不同熱處理工藝下核子級316LN不銹鋼中的超聲波速度進行了測量。采用10MHz、25MHz、50MHz以及75MHz的超聲波，測量了時效處理過程中縱波速度隨時效時間的變化情況，如圖8-22所示?？梢钥闯觯瑫r效時間25h之前，聲速處于增長階段；在相同溫度下，時效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幾乎一致。圖中A階段時效0~10h時，聲速的增加主要源于基體本身的變化。時效10h后形成富集Cr-N的原子團，使基體中N的含量相對貧瘠，并形成許多無應(yīng)變區(qū)。時效時間達到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，這主要是由于析出銅沉淀相帶來了彈性模量變化。

在時效500h后會形成網(wǎng)狀沉淀物，1000h以后會形成粗糙相，這些都會使超聲波在沉淀物和基體界面上的散射增強，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，這是由于當超聲波頻率從5MHz增加到50MHz時波長也隨之減小到原來的1/10。當超聲波頻率為50MHz時，半波長為58μm,這非常接近奧氏體的晶粒度。由于網(wǎng)狀沉淀物遍布整個晶粒，50MHz波長的波更有可能與沉淀相互作用，因此其散射程度要強于5MHz或10MHz的超聲波，造成頻率不同時速度的顯著變化，在時效500h以后這種現(xiàn)象尤為明顯。結(jié)果表明，因為沉淀機制與大的晶格應(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，超聲波評價是一種非常有力的工具。