改善金属材料强度的方法研究
改善金属材料强度的方法研究
摘要 本文结合金属材料学课程所学知识，就金属材料常见的强化理论展开分析和探讨。
关键词 材料；金属；强度；位错
我们总希望金属材料在使用时具有优良的机械性能，即有足够的强度，又有良好的韧性，但通常材料的力学性能往往二者只能居其一。要么强度高韧性差，要么是韧性好强度低，对于金属材料而言，它具有良好的塑性韧性，可拉伸得更长，但是强度不够，故提高金属材料的强度成为改善金属材料性能的关键。
1 金属材料的强化理论
金属材料的塑性变形是靠位错的运动而发生的，因此任何阻碍位错运动的因素都可以成为改善金属材料强度的措施。理想状况是完全消除金属内部的位错及其它缺陷，使其强度接近理论强度。最新的研究成果表明：可以制造出没有位错的高强度金属晶须[1]，但其实际应用还有难度，因为这样获得的高强度很不稳定，对表面状况及操作效应均非常敏感，如果位错一旦产生，其强度就会明显下降，所以，在实际的生产中，我们还是通过在金属中引入大量的缺陷以阻碍位错的运动来改善金属材料的强度。
2 金属材料的强化手段及措施
2.1 细晶强化
细小的晶粒既可以提高材料的强度，又可以提高材料的塑性和韧性，这是因为晶粒越细小，在一定体积内的晶粒数目越多，则在同样的变形量下，变形分散在更多的晶粒内进行，变形的不均匀性便越小，相对来说引起应力集中也应越小，开裂的机会也就相应地减少了。此外，晶粒越细，晶界的曲折越多，更不利于裂纹的传播，从而使其在断裂之前承受较大的变形，表现出了良好的塑性。同时细晶粒金属中的裂纹不容易形成，在断裂时吸收了更多的能量，表现出了良好的韧性。实际生产中通常通过压力加工和热处理使金属获得细而均匀的晶粒是提高金属材料力学性能的有效途径。
2.2 合金强化
实际使用的金属材料绝大多数是合金，合金元素的作用主要就是提高金属的强度和塑性，合金元素对金属力学性能的影响是多方面的。
1）固溶强化：
固溶强化是利用点缺陷对金属基体进行的强化，金属材料中存在有固溶原子
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