通過合金化、塑性變形和熱處理等手段提高金屬材料的強(qiáng)度，稱為金屬的強(qiáng)化。所謂強(qiáng)度是指材料對(duì)塑性變形和斷裂的抗力，用給定條件下材料所能承受的應(yīng)力來表示。提高強(qiáng)度并不是改善金屬材料性能惟一的目標(biāo)，即使對(duì)金屬結(jié)構(gòu)材料來說，除了不斷提高強(qiáng)度以外，也還必須注意材料的綜合性能，即根據(jù)使用條件，要有足夠的塑性和韌性以及對(duì)環(huán)境與介質(zhì)的適應(yīng)性。
金屬材料的強(qiáng)化可以通過兩個(gè)基本途徑：一是提高合金的原子間結(jié)合力，制成無缺陷的完整晶體，使金屬的晶體強(qiáng)度接近理論強(qiáng)度，提高其理論強(qiáng)度，如晶須。已知鐵的晶須的強(qiáng)充接近理論值，可以認(rèn)為這是因?yàn)榫ы氈袥]有位錯(cuò)，或者只包含少量在形變過程中不能增殖的位錯(cuò)；或者在有缺陷的金屬晶體中設(shè)法阻止位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，向晶體內(nèi)引入大量晶體缺陷，如位錯(cuò)、點(diǎn)缺陷、異類原子、晶界、高度彌散的質(zhì)點(diǎn)或不均勻性（如偏聚）等，這些缺陷陰礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)明顯地提高金屬?gòu)?qiáng)度。事實(shí)證明，這是提高金屬?gòu)?qiáng)度最有效的徐徑。對(duì)工程材料來說，一般是通過綜合的強(qiáng)化效應(yīng)以達(dá)到較好的綜合性能。具體方法有固溶強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化、細(xì)化晶粒強(qiáng)化、擇優(yōu)取向強(qiáng)化、復(fù)相強(qiáng)化、纖維強(qiáng)化和相變強(qiáng)化等，這些方法往往是共存的，強(qiáng)化一般伴隨著韌性、塑性的降低，但有時(shí)也不會(huì)降低甚至有所提高。材料經(jīng)過輻照后，也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng)，但一般不把它作為強(qiáng)化手段。
細(xì)晶須中只含一至數(shù)條位錯(cuò)線，受力時(shí)很容易逸出表面而變成事實(shí)上不存在位錯(cuò)的晶體，變形時(shí)必須均勻地形成位錯(cuò)圈，均勻形成的位錯(cuò)圈的應(yīng)力大大高于位錯(cuò)的晶格阻力，因而使晶體的屈服強(qiáng)度接近理論屈服強(qiáng)度。但晶須直徑變粗時(shí)，內(nèi)部的位錯(cuò)不易于清除，屈服時(shí)只要克服位錯(cuò)的晶格阻力即可，結(jié)果使屈服強(qiáng)度下降。在工程上更加切實(shí)有效的方法是在晶體中引入大量缺陷及阻止位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來提高金屬的強(qiáng)度。各種強(qiáng)化方法對(duì)鋼鐵材料強(qiáng)度的影響，采用各種強(qiáng)化手段后可使鐵的強(qiáng)度提高，這些手段包括固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、加工硬化、第二相沉淀和彌散強(qiáng)化以及相變強(qiáng)化等，形變熱處理和冷拔高碳鋼絲的強(qiáng)度已接近晶須的強(qiáng)度。
金屬及合金材料，往往通過冷作變形、合金化、細(xì)化晶粒、熱處理等途徑得以強(qiáng)化。強(qiáng)化機(jī)制是個(gè)涉及面廣的復(fù)雜問題，但都與增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，以增加變形加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，以增加變形抗力、提高材料的屈服強(qiáng)度有關(guān)。實(shí)際應(yīng)用的鋼鐵材料的強(qiáng)化主要由下列幾類強(qiáng)化機(jī)構(gòu)所決定：（1）位錯(cuò)強(qiáng)化；（2）固溶強(qiáng)化；（3）晶界強(qiáng)化；（4）沉淀和彌散強(qiáng)化（5）相變強(qiáng)化等。針對(duì)某一個(gè)具體鋼種時(shí)，鋼的強(qiáng)化并不是由單一的強(qiáng)化機(jī)構(gòu)來決定的，在大多數(shù)情況下，它的強(qiáng)度是由幾個(gè)強(qiáng)化機(jī)構(gòu)疊加而獲得的，只不過是在某種特定條件下，某種強(qiáng)化機(jī)制起主要作用而已。
所有強(qiáng)化機(jī)構(gòu)都能提高鋼的強(qiáng)度，但在提高強(qiáng)度的同時(shí)將對(duì)其他性能產(chǎn)生影響，如塑性、韌性和疲勞特性等。多數(shù)情況下，隨著強(qiáng)度增加，塑性和韌性指標(biāo)都趨于下降，但各種強(qiáng)化手段對(duì)塑性、韌性的影響程度各不相同。這里所說的塑性和韌性僅指在一定實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定的塑性和韌性指標(biāo)，以靜拉伸時(shí)的延伸率和斷面收縮率代表塑性；以靜拉伸時(shí)的變形和斷裂吸收功，沖擊試驗(yàn)時(shí)的沖擊韌度和脆性轉(zhuǎn)折溫度代表韌性。
從材料的本質(zhì)上來說，在變形過程中，當(dāng)一些材料的流變應(yīng)力增加速度直不上斷裂抗力的增加速度時(shí)，這些材料就處于完全韌性狀態(tài)；相對(duì)，在變形過程中若材料的斷裂抗力曲線過早地和流變應(yīng)力曲線相交，則材料就處于脆性狀態(tài)。塑性大的材料并不總是韌性也很高，因?yàn)轫g性的大小既決定塑性變形量的多少，又受到加工硬化率的影響。只有塑性變形量和加工硬化效應(yīng)都比較大的才有高韌性。
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