析出硬化系ステンレス鋼
固溶化処理後の母相の種類は、合金元素の組成バランスで決まる。クロム、ニッケル、炭素、窒素、モリブデン、マンガン、珪素、ニオブなどの添加量が、ステンレス鋼の固溶化処理後の母相の決定に影響する。この内のクロムは、ステンレス鋼として耐食性を発揮するための必須元素である。析出硬化系の場合は、さらにチタン、アルミニウム、銅、モリブデンなども添加され、これらで構成される微細な相を母相中に分散・析出させて硬化を起こす。分散・析出のために、通常は時効処理と呼ばれる加熱および高温一定時間保持の熱処理を行う。析出硬化を起こす微細な第二相は光学顕微鏡では視認できない大きさで、電子顕微鏡などを使って確認できる。基本組成がクロム 14 %・ニッケル 7 %・チタン 1.4 % の鋼種の例では、ニッケルとチタンの化合物 (Ni3Ti) が粒界上には塊状で析出し、さらに粒内には棒状で析出した様相を示し、析出物の大きさは 0.1 μm 以下である。
析出硬化系の組織別種類としては上記のように5つあるが、オーステナイト・フェライト系は製造上および性能上の理由からほとんど使われておらず、フェライト系も研究例が極めて少ない。マルテンサイト系、セミオーステナイト系、オーステナイト系の3つが一般的な析出硬化系ステンレス鋼の種類である。本記事でも、マルテンサイト系、セミオーステナイト系、オーステナイト系の3つについて説明する。