析出硬化系ステンレス鋼（せきしゅつこうかけいステンレスこう）とは、特定の元素を添加して析出硬化を起こし、高強度化・高硬度化させたステンレス鋼の一種である。析出硬化型ステンレス鋼とも呼ばれる[2]。英語名は precipitation hardening stainless steel で PHステンレス鋼とも呼ばれる[2]。ステンレス鋼の金属組織別分類の一つで、他には「フェライト系ステンレス鋼」「マルテンサイト系ステンレス鋼」「オーステナイト系ステンレス鋼」「オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼」がある[3]。ステンレス鋼の中では、析出硬化系ステンレス鋼は耐食性をそれほど落とさずに高強度・高硬度を実現させた特徴を持つ。
析出硬化系ステンレス鋼の中でも組織別分類があり、マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼、セミオーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼、オーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼が一般的である。マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼は、固溶化処理と時効処理の2段階処理で硬化できる。セミオーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼は、処理の手間が多いが、オーステナイトの成形性の良さを利用できる。オーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼は、強度がやや劣るが耐食性や低温・高温強度に優れる。マルテンサイト系の 17-4PH とセミオーステナイト系の 17-7PH が特に代表的である。
1946年にUSスチールから販売された析出硬化系ステンレス鋼が、析出硬化系ステンレス鋼の最初の実用鋼種とされる。ステンレス鋼の中で析出硬化系ステンレス鋼の利用量は少ないが、航空機分野などで活用されている。ゴルフクラブのヘッド素材などにも使われる。古くはアポロ司令船の外板耐熱構造で析出硬化系ステンレス鋼が使われた。 析出硬化系ステンレス鋼とは、材質に析出硬化を施したステンレス鋼である[4]。析出硬化に先立って、析出硬化系には最初に固溶化処理が行われる[5]。固溶化処理（溶体化処理）とは、加熱して合金元素
組織と分類
マルテンサイト相になるマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼[7]
安定なオーステナイト相になるオーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼[7]
準安定なオーステナイト相になるセミオーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼[7]
オーステナイト相とフェライト相の二相になるオーステナイト・フェライト系析出硬化型ステンレス鋼[7]
フェライト相になるフェライト系析出硬化型ステンレス鋼[8][9]
以上の5種類が析出硬化系の組織別種類として存在する。以下、単に「マルテンサイト系」「オーステナイト系」などといったとき、特に断りがない限り、マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼、オーステナイト系析出硬化型ステンレス鋼などの析出硬化系の組織別種類を指す。ステンレス鋼全体の組織別種類であるマルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼については、「マルテンサイト系ステンレス鋼」「オーステナイト系ステンレス鋼」「フェライト系ステンレス鋼」「オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼」と記す。
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[10]。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[10][11]。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[12]。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[4][13]。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[14]。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[15]。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[16]。
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[17][8]。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[17]。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。 マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼は、固溶化処理の急冷途中にマルテンサイト変態を起こさせ、固溶化処理後は室温で組織がマルテンサイトとなる鋼種である[18][19]。次いで、析出硬化させるための熱処理（時効処理）が施される[20]。
マルテンサイト系