通過合金化、塑性變形和熱處理等手段提高金屬材料的強度，稱為金屬的強化。所謂強度是指材料對塑性變形和斷裂的抗力，用給定條件下材料所能承受的應力來表示。隨試驗條件不同，強度有不同的表示方法，如室溫準靜態(tài)拉伸試驗所測定的屈服強度、流變強度、抗拉強度、斷裂強度等；壓縮試驗中的抗壓強度；彎曲試驗中的抗彎強度；疲勞試驗中的疲勞強度；高溫條件靜態(tài)拉伸所測的持久強度。每一種強度都有其特殊的物理本質，所以金屬的強化不是籠統(tǒng)的概念，而是具體反映到某個強度指標上。一種手段對提高某一強度指標可能是有效的，而對另一強度指標未必有效。影響強度的因素很多。最重要的是材料本身的成分、組織結構和表面狀態(tài)；其次是受力狀態(tài)，如加力快慢、加載方式，是簡單拉伸還是反復受力，都會表現出不同的強度；此外，試樣幾何形狀和尺寸及試驗介質也都有很大的影響，有時甚至是決定性的，如超高強度鋼在氫氣氛中的拉伸強度可能成倍地下降。
　　在本文中，強化一般是指金屬材料的室溫流變強度，即光滑試樣在大氣中、按給定的變形速率、室溫下拉伸時所能承受應力的提高。應強調指出：提高強度并不是改善金屬材料性能惟一的目標，即使對金屬結構材料來說，除了不斷提高強度以外，也還必須注意材料的綜合性能，即根據使用條件，要有足夠的塑性和韌性以及對環(huán)境與介質的適應性。
1　強化的理論基礎：
　　從根本上講，金屬強度來源于原子間結合力。如果一個理想晶體，在切應力作用下沿一定晶面和晶向發(fā)生滑移形變，根據計算，此時金屬的理論切變強度一般是其切變模量的1/10～1/30。而金屬的實際強度只是這個理論強度的幾十分之一，甚至幾千分之一。例如，純鐵單晶的室溫切變強度約為5kgf/mm2，而按鐵的切變模量(5900kgf/mm2)來估算，其理論切變強度應達650kgf/mm2。造成這樣大差異的原因曾是人們長期關注的課題。直到1934年，奧羅萬(E.Orowan)、波拉尼(M.Polanyi)和泰勒 (G.I.Taylor)分別提出晶體位錯的概念；位錯理論的發(fā)展揭示了晶體實際切變強度（和屈服強度）低于理論切變強度的本質。在有位錯存在的情況下，切變滑移是通過位錯的運動來實現的，所涉及的是位錯線附近的幾列原子。而對于無位錯的近完整晶體，切變時滑移面上的所有原子將同時滑移，這時需克服的滑移面上下原子之間的鍵合力無疑要大得多。金屬的理論強度與實際強度之間的巨大差別，為金屬的強化提供了可能性和必要性?？梢哉J為實測的純金屬單晶體在退火狀態(tài)下的臨界分切應力表示了金屬的基礎強度，是材料強度的下限值；而估算的金屬的理論強度是經過強化之后所能期望達到的強度的上限。
2　強化途徑：
　　金屬材料的強化途徑不外兩個，一是提高合金的原子間結合力，提高其理論強度，并制得無缺陷的完整晶體，如晶須。已知鐵的晶須的強度接近理論值，可以認為這是因為晶須中沒有位錯，或者只包含少量在形變過程中不能增殖的位錯。可惜當晶須的直徑較大時(如大于5μm)，強度會急劇下降。有人解釋為大直徑晶須在生長過程中引入了可動位錯，一旦有可動位錯存在，強度就急劇下降了。從自前來看，只有少數幾種晶須作為結構材料得到了應用。另一強化途徑是向晶體內引入大量晶體缺陷，如位錯、點缺陷、異類原子、晶界、高度彌散的質點或不均勻性（如偏聚）等，這些缺陷阻礙位錯運動，也會明顯地提高金屬強度。事實證明，這是提高金屬強度最有效的途徑。
　　對工程材料來說，一般是通過綜合的強化效應以達到較好的綜合性能。具體方法有固溶強化、形變強化、沉淀強化和彌散強化、細化晶粒強化、擇優(yōu)取向強化、復相強化、纖維強化和相變強化等，這些方法往往是共存的。材料經過輻照后，也會產生強化效應，但一般不把它作為強化手段。
2.1　固溶強化：
　　結構用的金屬材料很少是純金屬，一般都要合金化。合金化的主要目的之一是產生固溶強化，另外，也可能產生沉淀強化、細化晶粒強化、相變強化和復相強化等，這要看合金元素的作用和熱處理條件而定。合金元素對基體的固溶強化作用決定于溶質原子和溶劑原子在尺寸、彈性性質、電學性質和其他物理化學性質上的差異，此外，也和溶質原子的濃度和分布有關；固溶強化的實現主要是通過溶質原子與位錯的交互作用。這些交互作用可分為四種：①溶質原子與位錯的彈性交互作用；②電學交互作用；③化學交互作用；④幾何交互作用。
2.2　 形變強化：
　　隨著塑性變形（或稱范性形變）量增加，金屬的流變強度也增加，這種現象稱為形變強化或加工硬化。形變強化是金屬強化的重要方法之一，它能為金屬材料的應用提供安全保證，也是某些金屬塑性加工工藝所必須具備的條件（如拔制）?？梢宰C明，在拉伸過程中，縮頸開始發(fā)生時的最大均勻形變量在數值上就等于材料的“形變強化指數”。同時，人們把開始形成縮頸時的強度命名為抗拉強度，也就是材料在塑性失穩(wěn)時的流變強度。
　　形變強化是位錯運動受到阻礙的結果。目前對金屬單晶體的形變強化機制已有一定了解，特別對面心立方純金屬研究較為深入。多晶金屬情況比較復雜，除晶界以外，晶粒取向也多種多樣，對其形變強化的細節(jié)至今還不很清楚?？傊?，形變強化決定于位錯運動受阻，因而強化效應與位錯類型、數目、分布、固溶體的晶型、合金化情況、晶粒度和取向及沉淀顆粒大小、數量和分布等有關。溫度和受力狀態(tài)有時也是決定性的因素。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——本文摘自成都鋼鐵網