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塑料的强度和韧性塑料是一种重要的工程材料，具有良好的强度和韧性。
本文将介绍塑料的强度和韧性，并讨论其在不同领域的应用。
一、塑料的强度塑料的强度是指其抵抗外力破坏的能力。
强度受到多种因素影响，包括塑料的种类、结构以及外部环境条件等。
1. 塑料种类对强度的影响不同种类的塑料具有不同的强度特点。
一般而言，增韧剂的添加可以提高塑料的强度。
比如，在聚丙烯中添加玻璃纤维增韧剂，可以显著提高聚丙烯的强度和硬度。
此外，聚碳酸酯等工程塑料也具有较高的强度，常用于制造耐用的零件和结构件。
2. 结构对强度的影响塑料制品的结构设计也对其强度起到重要作用。
增加塑料制品的壁厚、加强连接方式以及改变形状等措施都可以提高塑料制品的强度。
例如，汽车的车身结构中使用了大量的塑料材料，并通过合理的结构设计来提高整体强度，以确保驾驶过程中的安全性。
3. 外部环境条件对强度的影响环境条件对塑料的强度也具有一定的影响。
例如，低温会使大部分塑料变脆，降低其强度。
因此，在低温环境下应选择具有较高韧性和抗冲击性的塑料材料，以确保其可靠性。
二、塑料的韧性塑料的韧性是指其在承受外力时能够延展、变形而不破裂的能力。
韧性主要受到塑料分子链的结构和分子间相互作用力的影响。
1. 分子链结构对韧性的影响长分子链的塑料通常具有较好的韧性。
例如，聚乙烯是一种具有较高韧性的塑料，常用于制作塑料袋和塑料瓶等柔软的包装材料。
聚苯乙烯等硬塑料则因其分子链结构较短而较脆。
2. 分子间相互作用力对韧性的影响分子间相互作用力也会影响塑料的韧性。
聚氨酯等弹性塑料通过增加分子链之间的氢键相互作用力，提高塑料的韧性。
此外，巯基硫化物的引入也可以增加硫化的塑料的韧性。
三、塑料的应用塑料材料由于其强度和韧性的优势，在各个领域得到了广泛的应用。
1. 建筑领域塑料材料在建筑领域发挥着重要作用。
例如，聚氯乙烯（PVC）管道广泛用于建筑工程中的给排水系统，其强度和耐腐蚀性能使其成为首选材料。
2. 电子领域塑料材料在电子产品中的应用也非常广泛。
韧性材料有哪些
韧性材料是指在外力作用下能够产生一定程度的形变而不破裂的材料。
它们具
有很强的抗拉伸、抗弯曲和抗冲击能力，常用于制造工程结构和防护装备。
韧性材料的种类繁多，下面将就几种常见的韧性材料进行介绍。
首先，金属材料是一类常见的韧性材料。
金属具有良好的延展性和韧性，能够
在外力作用下发生塑性变形而不破裂。
常见的金属韧性材料包括钢铁、铝合金、铜合金等。
它们被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑结构等领域。
其次，高分子材料也是一类重要的韧性材料。
高分子材料具有较高的弹性模量
和强度，同时具有良好的韧性和耐磨性。
常见的高分子韧性材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等。
它们被广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维材料等领域。
另外，复合材料也是一种重要的韧性材料。
复合材料由两种或两种以上的材料
组成，具有各种材料的优点，同时克服各种材料的缺点。
常见的复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷基复合材料等。
它们被广泛应用于航空航天、船舶制造、体育器材等领域。
最后，纳米材料也是一种具有优异韧性的新型材料。
纳米材料具有较高的比表
面积和较小的晶粒尺寸，具有优异的强度和韧性。
常见的纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、纳米陶瓷等。
它们被广泛应用于电子器件、传感器、生物医学领域等。
总的来说，韧性材料在现代工程技术和科学研究中具有重要的应用价值。
随着
材料科学的不断发展，人们对韧性材料的研究也在不断深入，相信未来会有更多新型的韧性材料问世，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
金属材料的力学性能及其应用金属材料是广泛应用于日常生活和工业生产中的一类材料，其力学性能是决定其应用价值的重要因素之一。
力学性能包括材料的强度、韧性、硬度和塑性等等，本文将会就这些方面进行探讨，同时介绍金属材料的应用。
一、强度和韧性强度指的是应力下材料的抵抗破坏的能力，通常使用抗拉强度和屈服强度来衡量。
在材料拉伸测试中，如果材料能够承受的最大载荷为F_max，截面积为A，则抗拉强度（σ）定义为F_max/A。
它是材料在接受拉伸的最大力下断裂前所承受的最大应力。
屈服强度是指材料在受到外力下最开始产生明显塑性变形的应力。
这个时候，即使减小应力的大小，金属材料也不会回到初始状态。
金属材料的这种表现就是塑性变形。
屈服强度越高，材料的塑性范围就越小。
因此，一些需要较高塑性特性的应用，如汽车的形变零件和电子设备应用中的焊线等，需要选择具有相对低抗拉强度和高延伸能力的材料。
韧性指的是在断裂前材料能够吸收的最大能量或在破坏时，材料要做的工作量。
通过强度与韧性之间的平衡，可以选择适合不同应用的材料。
抗拉强度高的材料抗弯曲和弯曲方面的性能较好，但在受力突然增加的情况下，材料会很快破裂。
因此，强度指标并不是衡量材料总体特性的唯一标准。
二、硬度和塑性硬度是金属材料特有的一种力学性能，度量的是材料的耐磨性和抗刮伤能力。
硬度可以用多种方法进行测量，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和划痕硬度等。
硬度一般用于表面硬化材料、塑性材料的选择，金属材料的等硬度加工等领域。
塑性是指材料在受力时能够发生的形变量能达到最大值的性质。
塑性范围越大，材料可以承受更大的变形而不破坏。
塑性将直接影响材料的应用选择。
高塑性材料通常被用于需要抵御冲击和其他非常规性力的应用。
三、应用金属材料广泛应用于制造业，如航空航天、汽车、电子和建筑等。
其中航空航天及汽车应用中，特别是高温区域，需要具有相对高强度的材料，如钛合金、高温合金和铝锂合金。
铝合金在航空器的蒙皮、框架、壳体、发动机结构、发动机支架和输油管道中也有很广泛的应用。
韧性材料的研究及应用韧性材料是一种可以在极端环境下保持其性能和形状的材料。
这种材料广泛应用于航空航天、船舶制造等领域，同时也逐渐成为其他一些领域的关注热点。
在此文中，我将从以下几个方面来探讨韧性材料的研究及应用。
一、背景介绍在人类的历史上，韧性材料一直是寻求的目标。
在一个茫茫的大海中航行，人们需要一种材料来制造船只，这种材料必须经过很多的波浪和风暴依然要保持稳定。
同样，当人们探索太空时，他们需要的材料必须能够经受住极端的温度和重力，保障他们的安全。
因此，寻求一种能够在极端环境下保持性能和形状的材料成为人们研究的目标。
二、韧性材料的研究进展随着科技的进步，人们对韧性材料的研究也取得了重大进展。
目前，人们已经开发出了很多韧性材料，如高性能纤维、陶瓷复合材料、金属玻璃等等。
这些材料均具备高强度、高韧性、高耐热性和高耐腐蚀性等特点。
其中，高性能纤维的研究发展最为迅速，它具有质轻、高强度、耐热、耐腐蚀等特点，可应用于航空航天、安防、汽车、体育器材等领域。
三、韧性材料的应用韧性材料的应用范围非常广泛。
如在航空航天领域，韧性材料可以被用于制造飞机、卫星、火箭等载具。
在海洋工程领域，韧性材料可以被用于制造船舶、海洋平台等设施。
在国防领域，韧性材料可以被用于制造防弹装备、导弹、军用车辆等。
在医疗保健领域，韧性材料可以被用于制造关节置换材料、牙齿修复材料等。
四、韧性材料的未来发展未来，韧性材料仍将继续得到更多的研究和应用。
预计在未来的研究中，人们将会更加注重韧性材料的可持续性和环保性。
同时，人们还将探索新型应用领域，如物联网、人工智能、新能源等领域。
这一切都需要韧性材料的支持。
总之，韧性材料的研究和应用是科学技术领域的一个热点，它的发展不仅与人们的生产生活息息相关，更关系到我们未来的科技进步。
希望在不久的将来，我们能够看到更多更优秀的韧性材料被不断发明和应用。
机械工程中的材料强度与韧性研究一、引言机械工程是一门应用科学，涉及到材料选择、设计、生产和维护等多个环节。
而材料强度与韧性是机械工程中不可忽视的重要性能指标。
强度与韧性是材料的力学性质，对于机械零件的寿命和可靠性有着重要影响。
本文将探讨机械工程中材料强度与韧性的研究现状和应用。
二、材料强度的定义材料强度是指材料所能承受的最大应力。
常见的材料强度指标包括屈服强度、抗拉强度和抗剪强度等。
其中，屈服强度是在材料塑性失效前所能承受的最大应力，抗拉强度是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力，抗剪强度是材料在剪切过程中所能承受的最大应力。
材料强度的研究旨在寻找材料的最大耐力和极限条件，以确保机械工程设备在使用中不会发生破坏。
三、材料强度的测试方法1. 拉伸试验拉伸试验是测定材料抗拉强度和屈服强度的常用方法。
将试样放在拉伸机上，施加慢速加载，测量试样在加载过程中的力和变形。
通过拉伸试验，可以获得材料的应力-应变曲线，进而分析材料的屈服点、极限点和断裂点等参数。
2. 压缩试验压缩试验是测定材料抗压强度的方法。
将试样放在万能试验机中，施加垂直于试样的压力，测量试样压缩过程中的力和变形。
通过压缩试验，可以了解材料在压缩载荷下的性能，对于材料的选用和结构设计具有重要意义。
3. 剪切试验剪切试验是测定材料抗剪强度的方法。
将试样放在剪切机中，施加切割力，测量试样剪切过程中的力和变形。
通过剪切试验，可以了解材料在切割载荷下的性能，对于优化机械结构和材料选择起到决定性作用。
四、材料韧性的定义材料韧性是指材料在受力过程中发生塑性变形、变形能耗和断裂前所能承受的能量。
韧性是衡量材料抵抗断裂的能力，与材料的强度密切相关。
韧性高的材料具有抗撞性强、耐用性高的特点。
五、材料韧性的测试方法1. 冲击试验冲击试验是测定材料韧性的常用方法之一。
通过将冲击载荷施加在试样上，测量试样在断裂前吸收的能量。
冲击试验可以定量评估材料的韧性，对材料的选择和工程设计起到指导作用。
材料的强韧性及其应用强度：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
金属材料的强化1. 材料强化的类型：主要有细晶强化（晶界强化）、固溶强化、形变强化（位错强化）、第二相粒子沉淀（沉淀强化和弥散强化）、相变强化等。
2. 强化机制：(1) 细晶强化（晶界强化）：晶界分为大角度晶界和小角度晶界。
晶界两边相邻晶粒的位向和亚晶块的原子排列位向存在位向差，处于原子排列不规则的畸变状态。
晶界处位错密度较大，对金属滑移(塑性变形)、位错运动起阻碍作用，即晶界处对塑性变形的抗力较晶内为大，使晶粒变形时的滑移带不能穿越晶界，裂纹穿越也困难。
因此，当晶粒越细，晶界越多，表现阻碍作用也越大，此时金属的屈服强度也越高。
方法：根据晶界强化的原理，在热处理工艺方法上发展了采用超细化热处理的新工艺，即细化奥氏体(A)晶粒或碳化物相，使晶粒度细化到十级以上。
由于超细化作用，使晶界面积增大，从而对金属塑性变形的抗力增加，反映在力学性能方面其金属强韧性大大提高。
如果奥氏体晶粒细化在十级以上，则金属的强韧性将大大提高，为达此目的，现代发展的热处理新技术方法有以下三种。
①利用极高加热速度的能量密度进行快速加热的热处理。
由于极高的加热能量密度，使加热速度大大提高，在10-2~1s的时间内，钢件便可加热到奥氏体(A）状态，此时A的起始晶粒度很小，继之以自冷淬火(冷速达104℃/s以上)，可得极细的马氏体(M)组织，与一般高频淬火比较硬度可高出Hv50，而变形只有高频淬火的1/4~1/5，寿命可提高1.2~4倍。
②利用奥氏体(A)的逆转变钢件加热到A后，淬火成M，然后快速(20s)内重新加热到A状态，如此反复3~4次，晶粒可细化到13~14级。
③采用A-F两相区交替加淬火采用亚温淬火(F+A双相区加热)，在提高材料强韧性的同时显著降低临界脆化温度，抑制回火脆性。
在A-F两相区交替加热，可使A/F相界面积大大增加，因而使奥氏体形核率大大增多，晶粒也就越细化。
韧性材料制备和应用：革新现代工业产业的支柱韧性材料是指具有高强度、高韧性和高耐久性的材料。
它们能够承受大量的应力和外部压力，但不会产生裂纹或断裂，因此广泛应用于不同的领域，包括航空、航天、汽车、医疗、建筑和电子等。
在世界经济持续发展的背景下，韧性材料制备与应用作为现代工业的重要支柱，成为研究的热点之一。
通过不断的技术创新和更高的技术要求，相关领域的研究人员已经成功地发展出了许多具有重要应用价值的韧性材料。
一、韧性材料的种类1. 高分子材料高分子材料是一类在化学结构上相同或相似的，可通过聚合反应等方法制备出来的大分子材料。
它们具有良好的韧性、柔韧性和物理强度，并且可以在不同的形态下应用于各种领域。
例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
2. 金属材料金属材料是目前应用最广泛的韧性材料之一，具有优异的物理和化学性能。
最常用的金属材料是钢，其强度高、耐腐蚀性强，并且可以通过钢的物质组织调整来满足不同的需求。
其他常见的金属材料包括铝、铜、锌、锡等。
3. 复合材料复合材料是将两种或多种材料通过化学方法结合起来，以达到具有单独材料所没有的优异性能的一种异相材料。
复合材料有很多种类，包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、金属基复合材料等。
这些复合材料具有高度的韧性、强度和耐磨性，广泛应用于航空、航天、汽车、军事和医疗等领域。
二、韧性材料的制备方法1. 合成法合成法是将单体材料通过聚合反应合成一种大分子材料的方法。
合成法的优点是可以通过控制反应条件和反应参数获得不同性质的高分子材料，并且可以在材料化学结构上进行调整。
这种制备方法适用于制备高分子材料。
2. 熔融法熔融法是将材料加热至熔化状态，然后通过压制和冷却制成所需形状的方法。
这种制备方法最常用于制备金属材料，并且可以通过控制温度和压力来调节材料的性质和外观。
3. 成型法成型法是将材料通过加工制成所需形状和尺寸的方法。
该方法适用于制备复合材料和金属材料。
成型法的优点是能够通过改变机械加工和加工条件来调节材料的特性和性能。
金属材料的强度和韧性金属材料是我们日常生活中所接触到的最常见的材料之一，其应用广泛，从建筑到汽车制造，从室内家具到飞机制造，无处不在。
而金属材料的强度和韧性则是决定其使用性能的重要指标之一。
本文将从金属材料的强度、韧性定义入手，介绍其对材料性能的影响以及相关的测试方法和应用范围。
一、强度和韧性的定义强度是材料承受外力的能力，即材料在受力时的抵抗能力。
金属材料的强度可以通过破坏试验来测试。
在金属材料的破坏试验中，通常会施加压力、拉伸或者弯曲力等不同的外力，然后通过一些特定的工具来测量材料最终发生破坏的负载大小，从而得到金属材料的强度数据。
韧性是指材料在受到外力作用下继续变形的能力，即材料的变形能力。
如果材料的韧性越强，那么在受到外力的作用下其就会更容易发生塑性变形而不会发生破断现象。
金属材料的韧性通常可以通过冲击试验来测试。
在冲击试验中，将金属材料的表面暴露在高速冲击试验机的冲击头下，施加高速冲击力来模拟金属材料的实际使用状态。
材料的韧性可以通过测试在冲击中吸收的能量来评估。
二、强度和韧性对材料性能的影响金属材料的强度和韧性是决定其使用性能的两个重要指标。
其中强度因素将决定材料承受载荷的能力，而韧性因素则会影响材料的变形和耐久性。
强度高的金属材料可以承受更大的外部力，具有更高的抗变形能力。
这意味着这种材料通常应用于需要更高稳定性的结构场合，例如重型工业设备，高层建筑等等。
另一方面，拥有高韧性属性的金属材料对于承受动态载荷，例如撞击、腐蚀等一些持久性问题更为耐用。
因此，在容易发生变形和需要高度稳定性的情况下，强度是重要的指标。
然而，韧性往往是对于那些需要高强度但同时需要更多可用性能和使用的产品中十分重要的属性。
金属材料的理想状态是同时具备高强度和高韧性，但是这两个特性往往相互对抗。
如果材料过于坚硬精致，那么其韧性则会下降，反之亦然。
研究发现，在材料的特定情况下，对于不同的应用的需求，在强度和韧性之间会选择更合适的比例，以最好的满足这些需求。
强韧材料应用场景强韧材料（Toughened Materials）是一种特殊的材料，具有优异的力学性能和强韧程度，它的应用领域非常广泛。
本文将介绍强韧材料的优点和应用场景，希望能够帮助读者更好地了解这种材料。
一、强韧材料的优点1. 强度高：强韧材料具有很高的抗拉强度和抗压强度，可以承受很大的压力和拉力。
2. 韧性好：强韧材料具有很好的韧性，能够有效地减少外界对材料的冲击和振动，提高耐久性。
3. 耐磨性强：强韧材料具有很强的耐磨性，能够在恶劣的工作环境下长时间使用。
4. 重量轻：和传统材料相比，强韧材料重量更轻，可以减轻设备的重量和体积，提高设备运输的效率。
5. 易加工：强韧材料可以使用定制的工艺制作，可以根据具体需求进行设计和加工。
6. 成本低：相比其他高性能材料，强韧材料的成本更低，可以降低生产成本。
二、强韧材料的应用场景1. 航空航天工业：航空航天工业需要材料具有高强度和高韧性，能够承受高速和高温的作用。
强韧材料可以用于制造航空发动机、喷气机、涡轮机叶片、天线和卫星等。
2. 汽车制造业：汽车需要材料具有高强度、高韧性和耐磨性。
强韧材料可以用于制造汽车发动机、车桥、刹车系统、车身、轮胎和排放系统等。
3. 建筑工程：建筑工程需要材料具有高强度和韧性，能够承受自然灾害和人为损坏。
强韧材料可以用于制造建筑墙体、屋顶、门窗和设备等。
4. 电子工业：电子设备需要材料具有高强度、高韧性和低介电常数。
强韧材料可以用于制造电子设备外壳、电路板、电容器和电阻器等。
5. 医疗器械：医疗器械需要材料具有高强度、高韧性和生物相容性。
强韧材料可以用于制造人工骨骼、人工心脏瓣膜和支架等。
6. 塑料制品：塑料制品需要材料具有高韧性和耐用性。
强韧材料可以用于制造塑料瓶、食品包装、化妆品包装和玩具等。
强韧材料是一种非常优秀的材料，具有众多优点和应用场景。
它将会成为未来各个行业的主流材料。
除了上述提到的应用场景外，强韧材料还被广泛应用于其他领域，下面将进一步介绍这些应用场景。
材料的强韧性及其应用强度：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
金属材料的强化1. 材料强化的类型：主要有细晶强化（晶界强化）、固溶强化、形变强化（位错强化）、第二相粒子沉淀（沉淀强化和弥散强化）、相变强化等。
2. 强化机制：(1) 细晶强化（晶界强化）：晶界分为大角度晶界和小角度晶界。
晶界两边相邻晶粒的位向和亚晶块的原子排列位向存在位向差，处于原子排列不规则的畸变状态。
晶界处位错密度较大，对金属滑移(塑性变形)、位错运动起阻碍作用，即晶界处对塑性变形的抗力较晶内为大，使晶粒变形时的滑移带不能穿越晶界，裂纹穿越也困难。
因此，当晶粒越细，晶界越多，表现阻碍作用也越大，此时金属的屈服强度也越高。
方法：根据晶界强化的原理，在热处理工艺方法上发展了采用超细化热处理的新工艺，即细化奥氏体(A)晶粒或碳化物相，使晶粒度细化到十级以上。
由于超细化作用，使晶界面积增大，从而对金属塑性变形的抗力增加，反映在力学性能方面其金属强韧性大大提高。
如果奥氏体晶粒细化在十级以上，则金属的强韧性将大大提高，为达此目的，现代发展的热处理新技术方法有以下三种。
①利用极高加热速度的能量密度进行快速加热的热处理。
由于极高的加热能量密度，使加热速度大大提高，在10-2~1s的时间内，钢件便可加热到奥氏体(A）状态，此时A的起始晶粒度很小，继之以自冷淬火(冷速达104℃/s以上)，可得极细的马氏体(M)组织，与一般高频淬火比较硬度可高出Hv50，而变形只有高频淬火的1/4~1/5，寿命可提高1.2~4倍。
②利用奥氏体(A)的逆转变钢件加热到A后，淬火成M，然后快速(20s)内重新加热到A状态，如此反复3~4次，晶粒可细化到13~14级。
③采用A-F两相区交替加淬火采用亚温淬火(F+A双相区加热)，在提高材料强韧性的同时显著降低临界脆化温度，抑制回火脆性。
在A-F两相区交替加热，可使A/F相界面积大大增加，因而使奥氏体形核率大大增多，晶粒也就越细化。
(2) 固溶强化：是利用金属材料内部点缺陷(间隙原子置换原子)对金属基体(溶剂金属)进行强化。
它分为两类：间隙式固溶强化和置换式固溶强化。
a. 间隙式固溶强化：原子直径很小的元素如C、N、O、B等，作为溶质元素溶入溶剂金属时，形成间隙式固溶体。
C、N等间隙原子在基体中与“位错”产生弹性交互作用，当进入刃型位错附近并沿位错线呈统计分布，形成“柯氏气团”。
当在螺型位错应力场作用下，C、N原子在位错线附近有规则排列就形成“snock”气团。
这些在位错附近形成的“气团”对位错的移动起阻碍和钉扎作用，对金属基体产生强化效应。
(奥氏体是C在面心立方晶格的γ-Fe中的间隙固溶体，其最大溶解度为2.06wt.%，铁素体是C在体心立方晶格的α-Fe中的固溶体，其最大溶解度只有0.02wt.%。
)b. 置换式固溶强化：置换式溶质原子在基体晶格中造成的畸变大都是球面对称的，固溶效能比间隙式原子小(约小两个数量级)，这种强化效应称为软硬化。
形成置换式固溶体时，溶质原子在溶剂晶格中的溶解度同溶质与溶剂的原子尺寸、电化学性质等因素密切相关，当原子尺寸愈接近，周期表中位置愈相近，其电化学性质也愈接近，则溶解度也愈大。
由于溶质原子置换了溶剂晶格结点上的原子，当原子直径存在差别就会破坏溶剂晶格结点上原子引力平衡，而使其偏离原平衡位置，从而造成晶格畸变，随原子直径差别增加，造成的畸变程度愈大，由此造成的强化效果更大。
方法：A固溶强化：C原子在面心立方晶格中造成的畸变呈球面对称，所以C在A中的间隙强化作用属于弱硬化。
置换原子在A中的强化作用比C原子更小。
固溶强化是钢铁材料主要强化手段之一，其基本内容可归纳为两点：①间隙式固溶强化对F基体(包括M)的强化效能最大，但对韧性、塑性的削弱也很显著；②置换式固溶强化对F强化作用虽然比较小，却不削弱基体的塑性和韧性。
(3) 形变强化（位错强化）：金属晶体中的位错是由相变和塑性变形引入的，位错密度愈高，位错运动愈困难，金属抵抗塑性变形的能力就愈大，表现在力学性能上，金属强度提高，即当造成金属晶体内部位错大量增殖时，金属表现出强化效果。
理论研究同时也说明：制成无缺陷，几乎不存在“位错”的完整晶体，使金属晶体强度接近理论强度，则会使金属强化效果表现得更为突出。
因此，金属有两种强化途径：一是对有晶体缺陷的实际金属，即存在位错金属，可以通过位错增殖而强化，二是制成无晶体缺陷的理想金属，使晶体中几乎不存在位错，则金属强化效果会更大。
方法：通过冷加工变形或相变，使“位错”增殖，一般退火态金属“位错”密度在106~108cm/cm3表现强度、硬度较低，塑性较好，当冷加工变形后，其“位错”密度可达1011~1012cm/cm3。
此时，强度、硬度大为提高，而韧性却下降，即“加工硬化”现象。
生产上对不易用热处理强化的金属如低C钢、纯铁、Cr-Ni不锈钢、防锈钢、紫铜等可用冷轧、拔、挤等工艺来达到强化效果，而对可用热处理强化处理的钢，则采用相变的办法，如淬火，使组织中“位错”增殖，达到强化效果。
(4) 第二相粒子强化（沉淀与弥散强化）：本质上有两种途径：一是第二相质点沉淀时，沉淀相在基体中造成应力场，应力场和运动“位错”间交互作用使基体强化；二是第二相质点和基体处于共格和半共格状态时，质点周围有一个高能区，具有很大的弹性畸变，致使强度、硬度急剧增加而强化，其强化效应可总结为：a. 沉淀相的体积比越大，强化效果越显著，要使第二相有足够的数量，必须提高基体的过饱和度；b. 第二相弥散度越大，强化效果越好，共格第二相比非共格第二相的强化效能大；c. 第二相质点对位错运动的阻力越大，强化效果也越大。
方法：金属合金的时效强化是由于弥散的新相的析出引起硬度升高，其过程可用下式表达：过饱和α固溶体→饱和α固溶体+析出相，所以，时效的实质是过饱和固溶体的脱溶沉淀，时效硬化即脱溶沉淀相的引起的沉淀硬化，因只有析出相十分细小时才有显著的硬化效果，故沉淀硬化又称弥散硬化。
目前在钢铁和有色合金中的许多热处理工艺就是基于上述途径而达到强化效果。
(1)自然时效——室温下放置产生的时效，人工时效——加热到室温以上某一温度进行的时效；(2)马氏体回火析出ε、π、θ等碳化物的过程也称脱溶分解过程，如A-M沉淀硬化不锈钢，M沉淀硬化不锈钢都是在最后形成M的基础是经时效处理，在M基体上析出金属间化合物相，产生沉淀强化的；(3) 过饱和固溶体的脱溶分解，是许多有色金属热处理强化的一个主要途径，如Al-Ag、Al-Cu、Cu-Be等合金。
(5) 相变强化：相变过程中往往伴随体积的变化，引起基体微结构的调整，强度提高。
此外，金属中的马氏体相变和贝氏体相变均引起强度的提高，主要是由于位错密度增大，马氏体屈服强度升高，促使材料的强度提高。
3. 强化措施：(1) 塑性变形；(2) 热处理；(3) 加入第二相；(4) 合金化。
金属材料的韧化1.韧化原理断裂韧性是材料在外加负荷作用下从变形到断裂全过程吸收能量的能力，所吸收的能量愈大，则断裂韧性愈高。
因此，所有增加断裂过程中能量消耗的措施都可以提高断裂韧性。
同时，断裂韧性是材料的一项力学性能指标，是材料的成分和组织结构在应力和其他外界条件作用下的表现。
因此，在外界条件不变时，只有通过工艺改变材料的成分和组织结构，材料的断裂韧性才能提高。
2.沿晶断裂与晶粒度由于晶界两边的晶粒取向不同，因而晶界是原子排列紊乱的区域，其位错结构比较复杂。
当变形有一个晶粒横过晶界达到邻近晶粒时，穿过复杂位错结构的晶界比较困难，而穿过后，滑移方向要改变，这种形变过程要消耗较大的能量，因而起了强化和韧化的作用。
晶粒愈小，则晶界面积愈大，这种强化和韧化作用也愈大。
3.脆性相铝合金中含铁、硅的夹杂物和氧化物以及沿晶界析出的粗大平衡相，钢种氧化物、硅酸盐、铝酸盐、硫化物、碳化物、金属间化合物等，都较基体为脆，故都是脆性相。
这些脆性相因其大小、形态和分布等因素对材料韧性的影响很复杂。
脆性相对金属断裂过程的影响，概括如下：（1）少量的塑性变形若能使脆性相断裂或与基体分开，则会产生裂纹，降低断裂强度，脆性相愈大，则这种降低愈多。
（2）晶界沉淀的脆性相，可以阻止晶界区的塑性松弛，起到硬化作用。
这种硬化可以通过位错塞积机理在晶界产生裂纹而降低韧性。
（3）晶内脆性相，如排列较密，则可缩短位错塞积距离，使解理断裂不易产生，从而可提高解理断裂强度，也可阻止裂纹伸展，并使裂纹尺寸限于颗粒间距，从而提高借力断裂轻度。
（4）脆性相也可通过影响晶粒度而间接地影响人性，脆性相大小对于晶粒度有不同的影响。
4.韧性相从裂纹扩展的途径及能量角度分析，韧性相有如下作用：（1）裂纹伸展遇到韧性相，由于韧性相不易解理断裂，而塑性变形又要消耗较大能量，因而裂纹伸展受到阻止。
（2）裂纹伸展到韧性相，由于直接前进受阻，被迫改向阻力较小及危害性较少的方向，例如分层，从而松弛能量，提高韧性。
（3）复合结构例如多层板，可以使各组元在平面应力状态下分别承担负荷。
平面应力下的断裂韧性比平面应变下的断裂韧性要高。
5.基体裂纹主要在基体中扩展，因而基体的特征显然会影响裂纹伸展途径，从而改变多晶金属材料的断裂韧性。
此外，基体的特征还通过工艺影响相变产物及其组织结构，从而间接的影像材料的整体断裂行为。
举例说明：（1）固溶处理对Al 一C u一B 合金组织的影响铝铜合金中加入不同含量的B ,在相同的熔炼工艺及固溶处理条件下, 获得不同的组织。
X R D 、S E M 、金相显微镜对显微组织以及布氏硬度分析, 结果表明:显微组织主要为以固溶体和θ相(A12Cu) 以及AlB2。
硼含量增加, 硬度增大, θ相(A12Cu)逐渐由网状变为半网状, A1B2等硼化物的弥散数目增多, 当硼含量超过0.42%时, 出现硼化物的偏聚, 导致硬度降低。
合金在540℃固溶后, 布氏硬度逐渐变大, 15 h时含硼铝铜合金硬度达到峰值120HBS,在24h时达到另一峰值129HBS。
通过上两个表，可知，随着硼含量的增加，合金铸态组织的硬度先增加后降低，甚至接近于Al-Cu二元合金的硬度，这是因为基体对硼的溶解度有限，随着硼的含量增加，硼以硼化物形式充分弥散在基体中，达到最大的弥散度时，再加入硼会出现偏聚，影响基体的组织分布，对硬度和强度提高不理。
另外，大量的硼容易导致夹杂等铸造缺陷，使强度和硬度降低。
固溶时间与布氏硬度关系如图5，可知，合金在540℃经过不同时间固溶后，硬度逐渐变大，15h达到峰值硬度。
铝铜二元合金硬度最大为115HBS，15h以后，硬度开始下降，最终趋于稳定的硬度100HBS。
含硼的铝铜合金固溶15h，硬度到或接近120HBS，15h以后硬度有所下降，由于合金中硼含量不同，硬度下降幅度有所不相同。
