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)度报咳，稱為金屬的強(qiáng)化凌彬。所謂強(qiáng)度是指材料對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)力來表示最楷。隨試驗(yàn)條件不同整份，強(qiáng)度有不同的表示方法，如室溫準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)所測定的屈服強(qiáng)度籽孙、流變強(qiáng)度烈评、抗拉強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度等犯建；壓縮試驗(yàn)中的抗壓強(qiáng)度讲冠；彎曲試驗(yàn)中的抗彎強(qiáng)度；疲勞試驗(yàn)中的疲勞強(qiáng)度适瓦；高溫條件靜態(tài)拉伸所測的持久強(qiáng)度竿开。每一種強(qiáng)度都有其特殊的物理本質(zhì)，所以金屬的強(qiáng)化不是籠統(tǒng)的概念玻熙，而是具體反映到某個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)上否彩。一種手段對提高某一強(qiáng)度指標(biāo)可能是有效的，而對另一強(qiáng)度指標(biāo)未必有效嗦随。影響強(qiáng)度的因素很多胳搞。最重要的是材料本身的成分、組織結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)；其次是受力狀態(tài)肌毅，如加力快慢筷转、加載方式，是簡單拉伸還是反復(fù)受力悬而，都會(huì)表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度呜舒；此外，試樣幾何形狀和尺寸及試驗(yàn)介質(zhì)也都有很大的影響笨奠，有時(shí)甚至是決定性的袭蝗，如超高強(qiáng)度鋼在氫氣氛中的拉伸強(qiáng)度可能成倍地下降。
　　在本文中般婆，強(qiáng)化一般是指金屬材料的室溫流變強(qiáng)度到腥，即光滑試樣在大氣中、按給定的變形速率蔚袍、室溫下拉伸時(shí)所能承受應(yīng)力的提高乡范。應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出：提高強(qiáng)度并不是改善金屬材料性能惟一的目標(biāo)，即使對金屬結(jié)構(gòu)材料來說啤咽，除了不斷提高強(qiáng)度以外晋辆，也還必須注意材料的綜合性能，即根據(jù)使用條件宇整，要有足夠的塑性和韌性以及對環(huán)境與介質(zhì)的適應(yīng)性瓶佳。
1　強(qiáng)化的理論基礎(chǔ)：
　　從根本上講，金屬強(qiáng)度來源于原子間結(jié)合力鳞青。如果一個(gè)理想晶體霸饲，在切應(yīng)力作用下沿一定晶面和晶向發(fā)生滑移形變，根據(jù)計(jì)算臂拓，此時(shí)金屬的理論切變強(qiáng)度一般是其切變模量的1/10～1/30贴彼。而金屬的實(shí)際強(qiáng)度只是這個(gè)理論強(qiáng)度的幾十分之一，甚至幾千分之一埃儿。例如，純鐵單晶的室溫切變強(qiáng)度約為5kgf/mm2融涣，而按鐵的切變模量(5900kgf/mm2)來估算童番，其理論切變強(qiáng)度應(yīng)達(dá)650kgf/mm2。造成這樣大差異的原因曾是人們長期關(guān)注的課題威鹿。直到1934年剃斧，奧羅萬(E.Orowan)、波拉尼(M.Polanyi)和泰勒 (G.I.Taylor)分別提出晶體位錯(cuò)的概念忽你；位錯(cuò)理論的發(fā)展揭示了晶體實(shí)際切變強(qiáng)度（和屈服強(qiáng)度）低于理論切變強(qiáng)度的本質(zhì)幼东。在有位錯(cuò)存在的情況下，切變滑移是通過位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，所涉及的是位錯(cuò)線附近的幾列原子根蟹。而對于無位錯(cuò)的近完整晶體脓杉，切變時(shí)滑移面上的所有原子將同時(shí)滑移，這時(shí)需克服的滑移面上下原子之間的鍵合力無疑要大得多简逮。金屬的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度之間的巨大差別球散，為金屬的強(qiáng)化提供了可能性和必要性∩⑹可以認(rèn)為實(shí)測的純金屬單晶體在退火狀態(tài)下的臨界分切應(yīng)力表示了金屬的基礎(chǔ)強(qiáng)度蕉堰，是材料強(qiáng)度的下限值；而估算的金屬的理論強(qiáng)度是經(jīng)過強(qiáng)化之后所能期望達(dá)到的強(qiáng)度的上限悲龟。
2　強(qiáng)化途徑：
　　金屬材料的強(qiáng)化途徑不外兩個(gè)屋讶，一是提高合金的原子間結(jié)合力，提高其理論強(qiáng)度须教，并制得無缺陷的完整晶體皿渗，如晶須。已知鐵的晶須的強(qiáng)度接近理論值没卸，可以認(rèn)為這是因?yàn)榫ы氈袥]有位錯(cuò)羹奉，或者只包含少量在形變過程中不能增殖的位錯(cuò)≡技疲可惜當(dāng)晶須的直徑較大時(shí)(如大于5μm)诀拭，強(qiáng)度會(huì)急劇下降。有人解釋為大直徑晶須在生長過程中引入了可動(dòng)位錯(cuò)煤蚌，一旦有可動(dòng)位錯(cuò)存在耕挨，強(qiáng)度就急劇下降了。從自前來看尉桩，只有少數(shù)幾種晶須作為結(jié)構(gòu)材料得到了應(yīng)用筒占。另一強(qiáng)化途徑是向晶體內(nèi)引入大量晶體缺陷，如位錯(cuò)蜘犁、點(diǎn)缺陷翰苫、異類原子、晶界这橙、高度彌散的質(zhì)點(diǎn)或不均勻性（如偏聚）等奏窑，這些缺陷阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)明顯地提高金屬強(qiáng)度屈扎。事實(shí)證明埃唯，這是提高金屬強(qiáng)度最有效的途徑。
　　對工程材料來說鹰晨，一般是通過綜合的強(qiáng)化效應(yīng)以達(dá)到較好的綜合性能墨叛。具體方法有固溶強(qiáng)化止毕、形變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化漠趁、細(xì)化晶粒強(qiáng)化扁凛、擇優(yōu)取向強(qiáng)化、復(fù)相強(qiáng)化棚潦、纖維強(qiáng)化和相變強(qiáng)化等令漂，這些方法往往是共存的。材料經(jīng)過輻照后丸边，也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng)叠必，但一般不把它作為強(qiáng)化手段。
2.1　固溶強(qiáng)化：
　　結(jié)構(gòu)用的金屬材料很少是純金屬妹窖，一般都要合金化纬朝。合金化的主要目的之一是產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，另外骄呼，也可能產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化共苛、細(xì)化晶粒強(qiáng)化、相變強(qiáng)化和復(fù)相強(qiáng)化等蜓萄，這要看合金元素的作用和熱處理?xiàng)l件而定隅茎。合金元素對基體的固溶強(qiáng)化作用決定于溶質(zhì)原子和溶劑原子在尺寸、彈性性質(zhì)嫉沽、電學(xué)性質(zhì)和其他物理化學(xué)性質(zhì)上的差異辟犀，此外，也和溶質(zhì)原子的濃度和分布有關(guān)绸硕；固溶強(qiáng)化的實(shí)現(xiàn)主要是通過溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用堂竟。這些交互作用可分為四種：①溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的彈性交互作用；②電學(xué)交互作用玻佩；③化學(xué)交互作用出嘹；④幾何交互作用。
2.2　 形變強(qiáng)化：
　　隨著塑性變形（或稱范性形變）量增加咬崔，金屬的流變強(qiáng)度也增加税稼，這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化或加工硬化。形變強(qiáng)化是金屬強(qiáng)化的重要方法之一垮斯，它能為金屬材料的應(yīng)用提供安全保證郎仆，也是某些金屬塑性加工工藝所必須具備的條件（如拔制）∩趼觯可以證明，在拉伸過程中铆农，縮頸開始發(fā)生時(shí)的最大均勻形變量在數(shù)值上就等于材料的“形變強(qiáng)化指數(shù)”牺氨。同時(shí)狡耻，人們把開始形成縮頸時(shí)的強(qiáng)度命名為抗拉強(qiáng)度，也就是材料在塑性失穩(wěn)時(shí)的流變強(qiáng)度猴凹。
　　形變強(qiáng)化是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到阻礙的結(jié)果夷狰。目前對金屬單晶體的形變強(qiáng)化機(jī)制已有一定了解，特別對面心立方純金屬研究較為深入郊霎。多晶金屬情況比較復(fù)雜沼头，除晶界以外，晶粒取向也多種多樣书劝，對其形變強(qiáng)化的細(xì)節(jié)至今還不很清楚进倍。總之购对，形變強(qiáng)化決定于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻猾昆，因而強(qiáng)化效應(yīng)與位錯(cuò)類型、數(shù)目骡苞、分布垂蜗、固溶體的晶型、合金化情況解幽、晶粒度和取向及沉淀顆粒大小贴见、數(shù)量和分布等有關(guān)。溫度和受力狀態(tài)有時(shí)也是決定性的因素躲株。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——本文摘自成都鋼鐵網(wǎng)