强化钢铁材料的基本手段
通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属材料的强度，称为金属的强化。所谓强度是指材料对塑性变形和断裂的抗力，用给定条件下材料所能承受的应力来表示。提高强度并不是改善金属材料性能惟一的目标，即使对金属结构材料来说，除了不断提高强度以外，也还必须注意材料的综合性能，即根据使用条件，要有足够的塑性和韧性以及对环境与介质的适应性。
金属材料的强化可以通过两个基本途径：一是提高合金的原子间结合力，制成无缺陷的完整晶体，使金属的晶体强度接近理论强度，提高其理论强度，如晶须。已知铁的晶须的强充接近理论值，可以认为这是因为晶须中没有位错，或者只包含少量在形变过程中不能增殖的位错；或者在有缺陷的金属晶体中设法阻止位错的运动，向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性（如偏聚）等，这些缺陷阴碍位错运动，也会明显地提高金属强度。事实证明，这是提高金属强度最有效的徐径。对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。具体方法有固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化、择优取向强化、复相强化、纤维强化和相变强化等，这些方法往往是共存的，强化一般伴随着韧性、塑性的降低，但有时也不会降低甚至有所提高。材料经过辐照后，也会产生强化效应，但一般不把它作为强化手段。
细晶须中只含一至数条位错线，受力时很容易逸出表面而变成事实上不存在位错的晶体，变形时必须均匀地形成位错圈，均匀形成的位错圈的应力大大高于位错的晶格阻力，因而使晶体的屈服强度接近理论屈服强度。但晶须直径变粗时，内部的位错不易于清除，屈服时只要克服位错的晶格阻力即可，结果使屈服强度下降。在工程上更加切实有效的方法是在晶体中引入大量缺陷及阻止位错的运动来提高金属的强度。各种强化方法对钢铁材料强度的影响，采用各种强化手段后可使铁的强度提高，这些手段包括固溶强化、细晶强化、加工硬化、第二相沉淀和弥散强化以及相变强化等，形变热处理和冷拔高碳钢丝的强度已接近晶须的强度。
金属及合金材料，往往通过冷作变形、合金化、细化晶粒、热处理等途径得以强化。强化机制是个涉及面广的复杂问题，但都与增加位错运动的阻力，以增加变形加位错运动的阻力，以增加变形抗力、提高材料的屈服强度有关。实际应用的钢铁材料的强化主要由下列几类强化机构所决定：（1）位错强化；（2）固溶强化；（3）晶界强化；（4）沉淀和弥散强化（5）相变强化等。针对某一个具体钢种时，钢的强化并不是由单一的强化机构来决定的，在大多数情况下，它的强度是由几个强化机构叠加而获得的，只不过是在某种特定条件下，某种强化机制起主要作用而已。
所有强化机构都能提高钢的强度，但在提高强度的同时将对其他性能产生影响，如塑性、韧性和疲劳特性等。多数情况下，随着强度增加，塑性和韧性指标都趋于下降，但各种强化手段对塑性、韧性的影响程度各不相同。这里所说的塑性和韧性仅指在一定实验条件下测定的塑性和韧性指标，以静拉伸时的延伸率和断面收缩率代表塑性；以静拉伸时的变形和断裂吸收功，冲击试验时的冲击韧度和脆性转折温度代表韧性。
从材料的本质上来说，在变形过程中，当一些材料的流变应力增加速度直不上断裂抗力的增加速度时，这些材料就处于完全韧性状态；相对，在变形过程中若材料的断裂抗力曲线过早地和流变应力曲线相交，则材料就处于脆性状态。塑性大的材料并不总是韧性也很高，因为韧性的大小既决定塑性变形量的多少，又受到加工硬化率的影响。只有塑性变形量和加工硬化效应都比较大的才有高韧性。
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