四种强化机制及原理

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。