合金元素固溶于基体金属中构成某些特定的程度的晶格畸变然后使合金强度进步的现象。

  溶入固溶体中的溶质原子构成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，然后使合金固溶体的强度与硬度添加。这种经过溶入某种溶质元从来构成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适其时，可进步资料的强度和硬度，而其耐性和塑性却有所下降。

  溶质原子的原子分数越高，强化效果也越大，特别是当原子分数很低时，强化效果更为显着。溶质原子与基体金属的原子尺度相差越大，强化效果也越大。

  空隙型溶质原子比置换原子具有较大的固溶强化效果，且由于空隙原子在体心立方晶体中的点阵畸变属非对称性的，故其强化效果大于面心立方晶体的；但空隙原子的固溶度很有限，故实践强化效果也有限。

  溶质原子与基体金属的价电子数目相差越大，固溶强化效果越显着，即固溶体的屈从强度跟着价电子浓度的添加而进步。

  （1）基体原子和溶质原子之间的尺度不同。尺度不同越大，原始晶体结构遭到的搅扰就越大，位错滑移就越困难。

  （2）合金元素的量。参加的合金元素越多，强化效果越大。假如参加过多太大或太小的原子，就会超越溶解度。这就涉及到另一种强化机制，涣散相强化。

  金属资料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和耐性下降的现象。又称冷作硬化。发生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，呈现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部发生了剩余应力等。加工硬化的程度一般用加工后与加工前外表层显微硬度的比值和硬化层深度来标明加工硬化。

  加工硬化给金属件的进一步加工带来困难。如在冷轧钢板的进程中会愈轧愈硬致使轧不动，因而需在工艺流程中安排中心退火，经过加热消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表层脆而硬，然后加快刀具磨损、增大切削力等。

  它可进步金属的强度、硬度和耐磨性，特别是对那些不能以热处理办法进步强度的纯金属和某些合金特别的重要。如冷拉高强度钢丝和冷卷绷簧等，是使用冷加工变形来进步其强度和弹性极限。又如坦克、拖拉机的履带、破碎机的颚板和铁路的道岔等也是使用加工硬化来进步其硬度和耐磨性的。

  经过冷拉、滚压和喷丸（见外表强化）等工艺，能显着进步金属资料、零件和构件的外表强度；

  零件受力后，某些部位部分应力常超越资料的屈从极限，引起塑性变形，由于加工硬化约束了塑性变形的继续发展，可进步零件和构件的安全度；

  金属零件或构件在冲压时，其塑性变形处伴跟着强化，使变形转移到其周围未加工硬化部分。经过这样重复替换效果可得到截面变形均匀共同的冷冲压件；

  能够改善低碳钢的切削功能，使切屑易于别离。但加工硬化也给金属件进一步加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，乃至被拉断，因而必须经中心退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中为使工件表层脆而硬，再切削时添加切削力，加快刀具磨损等。

  经过细化晶粒而使金属资料力学功能进步的办法称为细晶强化，工业上经过细化晶粒以进步资料强度。

  一般金属是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒的巨细能够用单位体积内晶粒的数目来标明，数目越多，晶粒越细。实验标明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和耐性。这是由于细晶粒收到外部效果力发生塑性变形可涣散在更多的晶粒内进行，塑性变形较均匀，应力会集较小；此外，晶粒越细，晶界面积越大，晶界越弯曲，越不利于裂纹的扩展。故工业大将经过细化晶粒以进步资料强度的办法称为细晶强化。

  晶粒越细微，位错集群中位错个数（n）越小，应力会集越小，资料的强度越高；

  细晶强化的强化规则，晶界越多，晶粒越细，依据霍尔-配奇关系式，晶粒的平均值（d）越小，资料的屈从强度就越高。

  复相合金与单相合金比较，除基体相以外，还有第二相的存在。当第二相以细微弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会发生显着的强化效果。这种强化效果称为第二相强化。

  第二相强化的底子原因是它们与位错间的交互效果，阻止了位错运动，进步了合金的变形抗力。

  影响强度的要素中最重要的是资料自身的成分、安排架构和外表状况；其次是受力状况，如加力快慢、加载方法，是简略拉伸仍是重复受力，都会表现出不同的强度；此外，试样几许形状和尺度及实验介质也都有很大的影响，有时乃至是决定性的，如超高强度钢在氢气氛中的拉伸强度或许成倍地下降。

  金属资料的强化途径不过两个，一是进步合金的原子间结合力，进步其理论强度，并制得无缺点的完好晶体，如晶须。已知铁的晶须的强度挨近理论值，能够以为这是由于晶须中没有位错，或许只包含少数在形变进程中不能增殖的位错。

  惋惜当晶须的直径较大时，强度会急剧下降。另一强化途径是向晶体内引进很多晶体缺点，如位错、点缺点、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性（如偏聚）等，这些缺点阻止位错运动，也会显着地进步金属强度。

  事实证明，这是进步金属强度最有用的途径。对工程资料来说，一般是经过归纳的强化效应以到达较好的归纳功能。

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