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1、细晶强化：使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，提高材料强度。
原理：通常金属是由许多晶粒组成的多晶体，单位体积内晶粒的数目越多，晶粒越细。在常温下的细晶粒比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。因为细晶粒受到外力发生塑变可分散，塑变较均匀，应力集中较小。晶粒越细，晶界面积越大，晶界越曲折，不利于裂纹的扩展。
2、固溶强化：合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。
原理：晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，使合金固溶体的强度与硬度增加。在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。
3、第二相强化：第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中产生显著的强化作用。
原理：交互作用阻碍了位碍运动，提高了合金的变形抗力。
4、加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。
原理：塑变时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。
金属的塑性
金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。
塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。
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固溶强化solution strengthening：就是合金元素在基体金属晶格中存在使晶格产生畸变，位错运动阻力加大。通常也是强度增加，韧性降低。 细晶强化(也叫晶界强化)grain refining strengthening：可以通过形变-再结晶获得较细的晶粒
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主要有：细晶强化 固溶强化 第二相强化 加工硬化
详细介绍：
细晶强化
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，工业上将通过细化晶粒以提高材料强度
定义
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为 细晶强化，工业上将通过细化晶粒以提高材料强度 。
通常金属是由许多 晶粒组成的多晶体，晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示，数目越多，晶粒越细。实验表明，在 常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、 硬度、塑性和韧性。这是因为细 晶粒受到外力发生 塑性变形可分散在更多的晶粒内进行，塑性变形较均匀，应力集中较小；此外，晶粒越细， 晶界面积越大，晶界越曲折，越不利于裂纹的扩展。故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为 细晶强化。
晶粒越细小， 位错集群中位错个数（n）越小，根据τ=nτ0，应力集中越小，所以材料的强度越高；
细晶强化的强化规律，晶界越多，晶粒越细，根据霍尔-配奇关系式，晶粒的平均值(d)越小，材料的屈服强度就越高。
固溶强化 ：
基本内容
由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。
第二相强化 ：
基本内容
复相合金与单相合金相比，除基体相以外，还有第二相存在。当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的 强化作用，这种强化作用称为第二相强化。第二相强化的主要原因是它们与 位错间的交互作用，阻碍了位错运动，提高了合金的变形抗力。
加工硬化 ：
加工硬化（英文：work hardening），指随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象，又称冷作硬化。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
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1、 形变强化形变强化：随变形程度的增加，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象叫形变强化或加工硬化。机理：随塑性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动时的相互交割加剧，结果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍，使位错运动的阻力增大，引起变形抗力增加，给继续塑性变形造成困难，从而提高金属的强度。规律：变形程度增加，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，位错密度不断增加，根据公式Δσ=αbGρ1/2 ，可知强度与位错密度（ρ）的二分之一次方成正比，位错的柏氏矢量（b）越大强化效果越显著。方法：冷变形（挤压、滚压、喷丸等）。形变强化的实际意义（利与弊）：形变强化是强化金属的有效方法，对一些不能用热处理强化的材料可以用形变强化的方法提高材料的强度，可使强度成倍的增加；是某些工件或半成品加工成形的重要因素，使金属均匀变形，使工件或半成品的成形成为可能，如冷拔钢丝、零件的冲压成形等；形变强化还可提高零件或构件在使用过程中的安全性，零件的某些部位出现应力集中或过载现象时，使该处产生塑性变形，因加工硬化使过载部位的变形停止从而提高了安全性。另一方面形变强化也给材料生产和使用带来麻烦，变形使强度升高、塑性降低，给继续变形带来困难，中间需要进行再结晶退火，增加生产成本。2、 固溶强化随溶质原子含量的增加，固溶体的强度硬度升高，塑性韧性下降的现象称为固溶强化。强化机理：一是溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，对滑移面上运动的位错有阻碍作用；二是位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用，增加了位错运动的阻力；三是溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。所有阻止位错运动，增加位错移动阻力的因素都可使强度提高。固溶强化规律：①在固溶体溶解度范围内，合金元素的质量分数越大，则强化作用越大；②溶质原子与溶剂原子的尺寸差越大，强化效果越显著；③形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素；④溶质原子与溶剂原子的价电子数差越大，则强化作用越大。方法：合金化，即加入合金元素。3、第二相强化钢中第二相的形态主要有三种，即网状、片状和粒状。①网状特别是沿晶界析出的连续网状Fe3C，降低的钢机械性能，塑性、韧性急剧下降，强度也随之下降；②第二相为片状分布时，片层间距越小，强度越高，塑性、韧性也越好。符合σs=σ0＋KS0-1/2的规律，S0 片层间距。③第二相为粒状分布时，颗粒越细小，分布越均匀，合金的强度越高，符合??规律，λ粒子之间的平均距离。第二相的数量越多，对塑性的危害越大；④片状与粒状相比，片状强度高，塑性、韧性差；⑤沿晶界析出时，不论什么形态都降低晶界强度，使钢的机械性能下降。第二相无论是片状还是粒状都阻止位错的移动。 Gb?的方法：合金化，即加入合金元素，通过热处理或变形改变第二相的形态及分布。4、细晶强化细晶强化：随晶粒尺寸的减小，材料的强度硬度升高，塑性、韧性也得到改善的现象称为细晶强化。细化晶粒不但可以提高强度又可改善钢的塑性和韧性，是一种较好的强化材料的方法。 机理：晶粒越细小，位错塞集群中位错个数（n）越小，根据??n?0，应力集中越小，所以材料的强度越高。细晶强化的强化规律：晶界越多，晶粒越细，根据霍尔-配奇关系式σs=σ0＋Kd-1/2 晶粒的平均直（d）越小，材料的屈服强度（σs）越高。细化晶粒的方法：结晶过程中可以通过增加过冷度，变质处理，振动及搅拌的方法增加形核率细化晶粒。对于冷变形的金属可以通过控制变形度、退火温度来细化晶粒。可以通过正火、退火的热处理方法细化晶粒；在钢中加入强碳化物物形成元素。
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细晶强化的机理是：
在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行。
塑性变形较均匀，应力集中较小；此外，晶粒越细，晶界面积越大，晶界越曲折，越不利于裂纹的扩展。
扩展资料：
在细晶强化当中，一个晶粒的塑性变形就无法直接传播到相邻的晶粒中去，且造成塑变晶粒内位错塞积。在外力作用下，晶界上的位错塞积产生一个应力场，可以作为激活相邻晶粒内位错源开动的驱动力。
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法，工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。晶界越多，晶粒越细，根据霍尔-配奇关系式，晶粒的平均值(d)越小，材料的屈服强度就越高。
参考资料来源：百度百科—细晶强化
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固溶强化：通过热处理，使奥氏体区的碳含量在不同的淬火、回火温度下，得到不同的机械性能指标的工艺技术，即是其中一例。（沉淀、析出、时效）弥散强化：铝合金塑性加工完后，为取得合适的机加工性能，进行时效处理。相变强化：金属的正火处理，使金属在相变点上下进行温度变化，使金属内部的组织反复溶解、再结晶得到细化的晶粒组织，提高材料的强度。细晶/晶界强化：同上例，运用不同热处理手段，使晶粒在再结晶的过程中提高晶粒的细化度和使晶界上富集的杂质进行再结晶重组，保持晶界强度减少有害元素的影响。加工硬化：履带采用奥氏体钢的材料，经过反复冲击，达到高强度耐疲劳的特性。再如剃须刀的刃口的锋利度来源于冷作硬化。第二相复合强化：渗碳处理激光表面改性处理等，在金属表面注入第二相金属的化学成分，进行强化。
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