钢的强化手段及应用
耐热钢的强化措施
耐热钢的强化措施
耐热钢通常是用于高温工作环境的特殊合金钢，其强化措施主要包括以下几个方面：
一、合金成分设计：耐热钢的基本成分中通常包含高比例的耐热合金元素，如铬、镍、钼、钨等。
这些元素能够提高钢的耐高温性能，抵抗氧化和腐蚀。
二、固溶处理：通过固溶处理，将合金元素溶解在基体中，形成均匀的溶液。
这有助于提高耐热钢的强度和硬度，同时改善其高温性能。
三、时效处理：时效处理可以通过控制温度和时间来进一步调整合金元素的分布，达到更好的强化效果。
时效处理通常在固溶处理后进行。
四、晶粒控制：通过控制热处理过程中的冷却速率，可以影响晶粒的尺寸。
较小的晶粒通常意味着更好的机械性能和高温稳定性。
五、表面处理：在耐热钢的表面进行热喷涂、热浸镀、涂层等处理，可以提高其抗氧化和抗腐蚀性能。
六、强化相的形成：通过合金元素的添加和热处理，有时可以在耐热钢中形成强化相，如碳化物、硫化物等，以提高硬度和强度。
七、降低碳含量：通常，耐热钢中的碳含量相对较低，以防止在高温下形成易脆的碳化物，从而提高耐热性。
这些强化措施的选择和实施通常取决于具体的合金成分、应用场景和所需的性能要求。
在实际应用中，制造商会根据具体的产品需求
采用合适的强化方法。
含铜hsla钢的热处理及强化机理概述
含铜hsla钢的热处理及强化机理概述含铜HSLA钢是一种重要的材料，应用广泛。
对于含铜HSLA钢的热处理及强化机理的了解，能够帮助人们更好地利用这种材料。
下面，我们将详细阐述含铜HSLA钢的热处理及强化机理，分步骤进行说明。
第一步，热处理。
含铜HSLA钢的热处理是指将这种材料在一定的温度范围内进行加热、保温和冷却的过程。
热处理可以改变钢的组织结构和力学性能。
含铜HSLA钢的热处理分为固溶退火和正火两种。
固溶退火是将含铜HSLA钢先加热到获取均匀的奥氏体晶粒尺寸，再快速冷却至室温。
这种热处理的目的是分解含铜HSLA钢中的贝氏体，使其减少或消失。
正火是将含铜HSLA钢先加热到奥氏体区，然后冷却到单相针状铁素体的形态，从而提高含铜HSLA钢的强度和硬度。
正火的温度一般控制在800℃-880℃之间，保温时间的长短通常根据含铜HSLA钢的板材厚度或件坯的尺寸来决定，一般为1-4h。
第二步，强化机理。
含铜HSLA钢的强化机理是指钢材在热处理过程中发生的组织变化和钢材中的含铜元素起到的作用。
含铜元素是能够提高含铜HSLA钢的强度和硬度的元素之一。
在钢水中加入适量的铜，可使钢材的晶粒尺寸变细，晶界清晰，且铜元素还能够促进贝氏体的形成，增强钢材的硬度。
而在快速冷却的选用条件下，钢材中的贝氏体相会变得非常细小，从而提高了含铜HSLA钢的强度和硬度。
此外，含铜HSLA钢的强化机理还与钢材的析出行为密切相关。
后续热处理的温度、时间和冷却速率，均会影响钢材中的析出相产生的数量、尺寸和分布。
在冷却速率一定的情况下，后续热处理温度越高，析出相形会越快，析出相的尺寸会相应地增大。
综上所述，含铜HSLA钢的热处理及强化机理是非常重要的，对于理解这种材料的性能有着重要的意义。
通过适当的热处理过程，以及利用钢材中的铜元素和析出行为，就能够提高含铜HSLA钢的性能，实现更加广泛的应用。
金属材料的强化方法
金属的五种强化机制及实例溶强化⑴纯金属加入合金组元变为固溶体，其强度、硬度将升高而塑性将降低，这个现象称为固溶强化.（2）固溶强化的机制是：金属材料的变形主要是依靠位错滑移完成的故凡是可以增大位错滑移阻力的因素都将使变形抗力增大，从而使材料强化。
合金组元溶入基体金属的晶格形成固溶体后，不仅使晶格发生畸变，同时使位错密度增加.畸变产生的应力场与位错周围的弹性应力场交互作用，使合金组元的原子聚集在位错线周围形成"气团"。
位错滑移时必须克服气团的钉扎作用，带着气团一起滑移或从气团里挣脱出来使位错滑移所需的切应力增大.（3）实例：表1列出了几种普通黄铜的强度值，它们的显微组织都是单相固溶体，但含锌量不同，强度有很大差异。
在以固溶强化作为主要强化方法时，应选择在基体金属中溶解度较大的组元作为合金元素，例如在铝合金中加入铜、镁；在镁合金中加入铝、锌;在铜合金中加入锌、铝、锡、镍；在钛合金中加入铝、钒等。
表1 几种普通黄铜的强度（退火状态）表1儿种普通黄铜的强度（退火状态）对同一种固溶体，强度随浓度增加呈曲线关系升高见图1。
在浓度较低时，强度升高较快，以后渐趋平缓，大约在原子分数为50 %时达到极大值。
以普通黄铜为例:H96的含锌量为4 % , ob为240MPa ,与纯铜相比其强度增加911 %;H90的含锌量为10 % , ob为260MPa ,与H96相比强度仅提高813 %.2 细晶强化素都对位错滑移产生很大的阻碍作用，从而使强度升高.晶粒越细小，晶界总面积就越大，强度越高，这一现象称为细晶强化。
（2）细晶强化机制:通常金属是由许多晶粒组成的多晶体晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示数目越多，晶粒越细。
实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。
这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行，塑性变形较均匀，应力集中较小此外，晶粒越细,晶界面积越大，晶界越曲折，越不利于裂纹的扩展.⑶实例:ZG35CrMnSi钢强化工艺工件铸造后经过完全退火，正火，再进行亚温淬火加高温回火热处理.该工艺处理的主要好处在于提高了本工件的强度和韧性。
1.2 第1章_钢合金化概论-钢的强化和韧化
2、影响塑性的因素
溶质 原子
↓ 韧性，间隙溶质原子 > 置换溶质原子。
晶粒 度
第二 相 杂质
细晶既↑σS，又 ↑ 韧性 → 最佳组织因素。
K↓韧性。K 小、匀、圆、适量 → 工艺努力方向。
杂质往往是形变断裂的孔洞形成核心， → 提高钢的冶金质量是必须的。
3、改善钢韧性的途径
1.改善延性断裂的途径 2.改善解理断裂抗力的途 径 3.改善沿晶断裂抗力的途径
锰对钢γ区的影响
铬对钢γ区的影响
3、对γ-Fe区的影响
A形成元素Ni、Mn等使γ-Fe区扩大→钢在室 温下也为A体 — A钢； F形成元素Cr、Si等使γ-Fe区缩小→钢在高 温下仍为F体 — 铁素体钢。
二、 合金钢的加热A化
α+ Fe3C (或 K) →
γ
α→γ： 需要Fe重组和 C扩散
Fe3C或K：需要溶解于γ
s 0 Ks d
著名的Hall-petch公式 式中，d为晶粒直径，Ks为系数
1/ 2
机理
晶粒越细 → 晶界、亚晶界越多→ 有效 阻止位错运动，产生位错塞积强化。
效果
↑钢的强度，又↑塑性和韧度 这是最理想的强化途径.
3、第二相强化
表达式
P K P
1
机理
微粒第二相钉扎位错运动→强化效果 主要有切割机制和绕过机制。在钢中主 要是绕过机制。 两种情况：回火时弥散沉淀析出强化， 淬火时残留第二相强化。 有效提高强度，但稍降低塑韧性。
效果
提高强度，降低塑韧性
固溶强化的规律
（ 1）溶质元素在溶剂中的饱和溶解度愈小，其固溶 强化效果愈好。
置换元素对α-Fe屈服强度的影响
固溶强化的规律
钢的表面强化技术
冲裁模的强化部位
1—凸模
2—凹模
电火花强化
• 强化层的性能决定于基体和电极材料，通常所 用的电极材料有TiC、WC、ZrC、NbC、 Cr3C2、硬质合金等，基体材料包括碳钢、合 金钢、铸铁、铸钢等所有的导电体。 • 电火花表面强化因电极材料的沉积发生有规律 地胀大，除此之外工件没有其它变形，工件心 部的组织与性能也不发生变化，因此十分适用 模具的表面处理。
（二）、电火 花表面强化
电火花表面强 化是利用工具 电极与工件间 在气体中产生 的火花放电作 用，把作为电 极的导电材料 溶渗进工件表 层形成合金化 的表面强化层 或对磨损部位 沉积堆焊（修 复）。
电火化表面强化过程示意图
1—工具电极
2—工件
电火花表面强化的设备
• 直流电以每隔10-3～10-1秒的 周期，在10-6～10-5秒的极短 时间内放电，电极材料与工件 的接触部被加热到8000～ 25000℃，并且在等离子冶金 状态下转移到工件表面及形成 合金（Alloying）和堆积 （Deposition），同时向工 件表面扩散（Diffusion）和 渗透（Penetration）从而高 强度密切结合。
• （1）提高钢表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能， 大幅度提高模具的使用寿命。
• （2）提高钢表面抗擦伤能力，提高生产率。 • （3）采用碳素工具钢或低合金钢，经表面涂层或合金化处理 后，可达到或超过高合金化材料甚至硬质合金的性能指标， 不仅可大幅度降低材料成本，而且可以简化零件制造的加工 工艺和热处理工艺，降低生产成本。
电火花强化的应用
• 用YG8作电极，对3Cr2W8V钢制模具进行 电火花强化处理后，在各类酸碱中的耐蚀 性提高4～15倍； • 对Cr12钢制定子双槽模刃口部位经电火花 表面强化后，每次刃磨的平均使用寿命由5 万次提高到20万次
表面强化工艺
表面强化工艺
是一种通过某种工艺手段使零件表面获得与基体材料不同的组织结构和性能的技术。
这种技术可以提高零件的硬度、强度、耐磨性、疲劳强度以及抗冲击性能等，从而延长零件的使用寿命，节约稀有、昂贵材料，并促进高新技术的发展。
常见的表面强化方法有以下几种：
1. 喷丸强化：通过高速喷射具有一定硬度的丸粒（如钢丸、玻璃丸等）对零件表面进行冲击，使其产生冷态塑性变形，从而提高硬度和抗磨性。
2. 滚压加工：利用滚压工具在零件表面形成一定的压缩层，提高其硬度和抗磨性。
滚压加工包括滚压、滚磨、滚光等方法。
3. 液体磨料强化：采用一种特殊的液体介质（如珩磨油、乳化液等），其中含有具有一定硬度的磨料颗粒。
通过液体介质对零件表面进行磨擦，使表面产生冷态塑性变形，从而提高硬度和抗磨性。
4. 表面热处理：通过改变零件表面层的组织结构，使其获得一定的硬度和强度。
常见的表面热处理方法有淬火、回火、渗碳、渗氮等。
5. 化学表面处理：通过化学方法改变零件表面的组织结构和性能，如化学镀、化学转化膜等。
表面强化工艺是一种通过各种方法提高零件表面性能的技术，可以延长零件的使用寿命，节约材料，并提高零件的性能。
在汽车制造、航空航天、机械制造等领域有广泛的应用。
材料的强韧性及其应用
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。
钢的强化方法及机理
强化3Cr2W8V钢属过共析钢, 原材料晶粒粗大, 碳化物偏析严重往往呈块、网、带状分布。
通过改锻（三次循环调质处理）, 击碎块状碳化物, 七碎粗晶粒, 并使其形成的纤维组织沿着模具轮廓呈无定向分布, 增加钢的塑性、韧性与强度。
经三次高温固溶淬火, 使未锻透的内层组织中的残留块状、网状、带状碳化物和难溶的碳化物质点和合金元素充分溶解于奥氏体中, 大大增加了固溶体中的合金化程度, 大大降低了碳化物偏析对基体的切割作用。
升至淬火温度保温后出炉水冷2一3秒淬人硝盐等温, 获得强韧性高的板条弥散组织，再经二次高温回火后碳化物呈高度弥散析出, C一N硬化层有硬度较高的过渡层支承, 基体具有良好的强韧性, 使凹模具有外硬型面和内韧基体特性, 获得一顶十的高寿命。
3Cr2W8V钢可采用淬火、回火处理，渗碳、渗氮、渗硼及碳氮共渗、渗铝、渗铬及铬一铝一硅三元共渗等化学热处理，镀金属等表面强化处理来提高其高温强度、冷热疲劳抗力、耐磨性、抗腐蚀性及防粘模等性能，从而达到提高3Cr2W8V钢制模具的使用寿命的目的。
渗金属渗铬处理可显著提高模具高温耐磨性、热疲劳抗力。
真空热处理。
采用真空热处理，模具表面光洁，硬度均匀，变形小，尤其适应对精度要求和表面粗糙度要求高的模具。
3Cr2W8V钢超塑形变处理与常规热处理比较，其强度和韧性同时得到提高电火花表面强化是利用火花放电时释放的能量，将一种导电材料熔渗到工件表面，构成合金化的表面强化层，从而改善工件表面的物理及化学性能喷丸强化是借助于硬丸粒，高速、连续锤击金属表面，使其产生强烈的冷作硬化。
通过喷丸可以明显改变金属表层的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌，从而提高模具的疲劳强度、抗冲击磨损及抗应力腐蚀离子注入是将被注入元素的原子利用离子注入机电离成带一个正电荷的离子，经高压电场作用后，强行注入材料的表面，使其产生物理、化学性能的优化的工艺方法。
可将任何元素注入任何材料中，浓度可严格控制，且不受材料固溶度的限制，强化层也不会剥落，处理温度低，易于控制，工件的基体材料不可能因温升而弱化，也不会产生变形和翘曲。
金属材料的强化方法_细晶强化_沉淀强化_固溶强化_第二相强化_形变强化
金属的五种强化机制及实例1 固溶强化(1)纯金属加入合金组元变为固溶体,其强度、硬度将升高而塑性将降低, 这个现象称为固溶强化。
（2）固溶强化的机制是: 金属材料的变形主要是依靠位错滑移完成的, 故凡是可以增大位错滑移阻力的因素都将使变形抗力增大, 从而使材料强化。
合金组元溶入基体金属的晶格形成固溶体后, 不仅使晶格发生畸变, 同时使位错密度增加。
畸变产生的应力场与位错周围的弹性应力场交互作用, 使合金组元的原子聚集在位错线周围形成“气团”。
位错滑移时必须克服气团的钉扎作用, 带着气团一起滑移或从气团里挣脱出来, 使位错滑移所需的切应力增大。
（3）实例：表1 列出了几种普通黄铜的强度值, 它们的显微组织都是单相固溶体, 但含锌量不同, 强度有很大差异。
在以固溶强化作为主要强化方法时, 应选择在基体金属中溶解度较大的组元作为合金元素, 例如在铝合金中加入铜、镁; 在镁合金中加入铝、锌; 在铜合金中加入锌、铝、锡、镍; 在钛合金中加入铝、钒等。
表1 几种普通黄铜的强度(退火状态)对同一种固溶体, 强度随浓度增加呈曲线关系升高, 见图1。
在浓度较低时, 强度升高较快, 以后渐趋平缓,大约在原子分数为50 %时达到极大值。
以普通黄铜为例: H96 的含锌量为4 % , σb 为240MPa , 与纯铜相比其强度增加911 %;H90 的含锌量为10 % , σb 为260MPa , 与H96 相比强度仅提高813 %。
2 细晶强化(1) 晶界上原子排列紊乱, 杂质富集,晶体缺陷的密度较大, 且晶界两侧晶粒的位向也不同, 所有这些因素都对位错滑移产生很大的阻碍作用, 从而使强度升高。
晶粒越细小, 晶界总面积就越大, 强度越高, 这一现象称为细晶强化。
(2) 细晶强化机制：通常金属是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示，数目越多，晶粒越细。
实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。
金属材料的四种强化方式 -回复
金属材料的四种强化方式-回复金属材料的四种强化方式是：固溶强化、细晶强化、位错强化和相变强化。
这些强化方式可以通过改变金属晶体结构、控制晶粒大小、引入位错和控制相变来提高金属材料的强度和硬度。
固溶强化是指通过固溶体中添加溶质元素来改善金属材料的性能。
溶质元素可以在金属基体中占据空位或替代原子的位置，通过与基体原子发生相互作用来影响金属的晶体结构和力学性能。
溶质元素的添加可以形成固溶体溶解度限度以及形成沉淀相，从而有效地改善金属材料的强度和塑性。
细晶强化是指通过控制金属材料的晶粒尺寸来提高材料的强度和硬度。
晶粒边界是材料中晶粒之间的界面，晶粒越细小，晶界面越多，阻碍位错移动的机会就越多，从而提高材料的强度。
细晶强化可以通过控制冷变形过程中的变形温度、变形速率和变形温度等参数来实现。
位错强化是指通过加入位错（晶体结构缺陷）来提高金属材料的强度。
位错是晶体中的一种阻碍原子位置正常排列的缺陷，位错强化的基本原理是位错产生了一系列应变场，阻碍了位错周围的其他位错的运动，从而提高了材料的强度。
位错强化可以通过冷变形和热处理等工艺实现。
相变强化是指通过金属材料的相变来提高材料的强度和硬度。
相变是指材料从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
相变强化的基本原理是相变过程中晶粒的生长和变化，使得晶体结构得以改善，从而提高材料的性能。
相变强化通常通过热处理来实现，如淬火、时效等。
金属材料的四种强化方式相互作用，可以通过不同的方式和工艺进行组合来实现对材料性能的综合强化。
例如，可以通过固溶强化控制溶质元素的含量和溶解度来改善材料的强度和塑性；通过细晶强化来控制材料的晶粒尺寸，提高材料的强度和硬度；通过位错强化控制位错密度和位错类型来改善材料的强度和耐腐蚀性能；通过相变强化来控制材料的相变过程，调节材料的晶体结构和硬度等。
综合应用这些强化方式，可以实现对金属材料性能的全面改善，满足不同工程应用的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢的强化手段及应用的探讨随着工业革命和现代科技的进步，钢材在社会的发展过程中起到的作用达到
了前所未有的重要程度，成为国家建设和现代化推进必不可少的重要物资。
其广泛应用于矿山、建筑、机械、交通运输、桥梁、石油化工、轻工和电子工业等领域。
而且品种繁多，一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。
大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形，由于在很多领域有特殊的工艺要求，所以钢材需要进一步的强化。
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，称为强化。
钢的强化主要是指加强抵抗塑性变形的能力。
强化的途径一般分为两种，一种是尽量消除位错等晶体缺陷，获得近乎理想的单晶材料。
另一种是增加位错密度和移动阻力。
因此钢的强化分为晶界强化、位错强化、固溶强化、沉淀和弥撒强化、相变强化、调幅分解强化等。
晶界强化是指向界两侧原子的取向不同中加入一些微量的表面活性元素，如硼和稀土元素等，产生内吸附现象让钢浓集于晶界，从而使钢的蠕变极限和持久强度显著提高的方法。
如珠光体耐热钢12Cr2MoWVB，即利用硼的晶界强化作用，提高了钢的蠕变极限和持久强度。
晶界强化中经常用到一种方法——细晶强化。
晶界是位错运动的最大障碍之一，晶位错集中在晶界附近晶粒越细，这种阻碍作用就越强。
近年来，用控制奥氏体再结晶技术，获得超奥氏体晶粒，淬火后得到超细马氏体组织，使其屈服强度接近2000MPa。
同时利用快速循环加热工艺对材料进行超细化处理得到进展，细晶在提高材料强度的同时，也是材料的塑性、韧性得到改善，从而使其具备了其他强化手段没有的优势。
位错强化也是金属材料中最为有效的强化方式之一。
自从位错理论提出后，人们就对位错之间的相互作用进行了大量的研究，在位错强化（加工硬化）方面取得了长足的进展。
增加金属的位错密度，例如冷加工变形。
由于位错的交互作用和缠绕作用，使位错的可动性大大降低，从而提高强度和硬度。
这种现象被称之为“加工硬化”，其强度和位错密度的平方根成正比例提高。
有实验研究了碳和锰含量对淬火中锰马氏体钢的位错密度、残余奥氏体含量、晶粒尺寸等组织结构以及室温力学性能的影响。
借助于SEM、EBSD、TEM和XRD表征了材料的微观组织,探讨了马氏体钢的强化机制。
结果表明，随着碳含量增加,淬火中锰钢的位错密度和残余奥氏体体积分数逐渐增加,板条束和板条块尺寸逐渐细化,大角晶界百分数逐渐增加,强度逐渐升高；增加锰含量能够提高马氏体钢的位错密度和抗拉强度。
通过分析可知,位错强化和细晶强化是淬火中锰马氏体钢的主要强化机制。
马氏体板条尺寸是马氏体抗拉强度的结构控制单元,而原奥氏体晶粒尺寸则是马氏体屈服强度的结构控制单元。
固溶强化是把融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而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，但是其韧性和塑性却有所下降。
离子注入技术是应用固溶强化的典范。
该技术试将选定元素的离子在高压电场中加速，以极快的速度穿透金属的表面，挤占原子空隙，改变原子的排列方式。
阻碍位错运动，从而提高金属的强度和硬度。
例如向不锈钢中注入氧、铝离子，可使其磨损率降低到原来的二十分之一至一百分之一，模具经离子注入处理可使寿命提高2~10倍。
固溶强化是钢最重要的的强化手段。
溶质原子融入基体后，无论占据空隙位置形成间隙固溶体，还是占据置换位置形成置换固溶体，都将与其基体形成共价键。
如果固溶体结构单元中最强键上的共价电子对数比基体的大，则溶质原子与基体原子的结合力较强，在外力作用下不易发生形变，便显出较高的强度，较低的塑性。
不同的合金元素在钢中的强化效果不同，这与其在钢中形成的固溶体的价电子结构参数密切相关。
固溶强化不仅使常温下的强度增加，而且作为提高高温强度的方法也是有效的。
因此，与其他强化方法相比，受焊接的热影响作用小，是确保焊接处特性的最佳强化方法。
钢材是一种合金，合金通过相变得到的合金元素与基体元素的化合物会引起合金强化，为沉淀强化。
弥散强化则是机械混掺于基体材料中的硬质颗粒引起的强化。
两者的区别是沉淀强化中沉淀相和基体有化学交互作用，而弥散强化沉淀相和基体无化学交互作用。
低碳钢中加入微凉的碳氮化合物形成元素，如V、Ti、Nb等，使钢的强度大幅度提高。
这是由于微合金元素形成的碳氮化合物抑制形变奥氏体的动态再结晶二造成的晶粒细化和冷却过程中析出碳氮化合物造成的沉淀强化所致。
这类钢通常在抑制状态下使用，组织为铁素体和少量珠光体，降低终轧温度可是铁素体晶粒细化，并获得较好的沉淀强化效果。
但过低的温度难以实现，故通过选择合理工艺参数，控制再结晶和轧后冷速来达到最好效果。
我们知道，钢的性能取决于钢的组织结构（或称为钢的组织及微观精细结构），而组织结构的主导是由相变决定的。
最简单的例子是低碳钢在轧后随冷却条件的变化，有铁素体+珠光体、铁素体+贝氏体、马氏体等几种结构。
钢的力学性能也随之有很大的变化，从而可以生产出不同强度等级的钢材品种，用于各种不同的作用。
这种情况就归属于相变强化。
钢的相变强化过程中，钢的化学成分决定要有结构变化的原相（母相），这是前提。
发生相变有一个形核和长大的过程，例如随冷却条件的变化，相变有扩散与无扩散之别，在较高温下的相变过程由扩散控制，低温下的相变为切变控制机制。
应变和冷却是两个重要的驱动条件，在外力的作用下，如热加工或冷变形；在冷却或在加热的情况下，状态失去了平衡，由高能量状态向低能量状态转变。
在400MPa级热轧钢筋中，有大角晶界的多边形铁素体与小角晶界的非多边形铁素体的区分，此外含有微合金化元素溶质的奥氏体转变产物中具有非常高的位错密度。
所以高强度钢筋的生产，除了析出强化和晶粒细化外，相变强化也是钢筋强韧化机制的不容忽视的因素。
汽车制造用钢，就用到了相变强化手段。
双相高强度钢属相变强化高强度钢，是指通过采用特定的化学成份和生产工艺在钢的铁素体基体上弥散分布一定量的马氏体，形成以铁素体加马氏体为主的组织，在提高强度的同时改善钢的成形性能。
具有屈强比低、无屈服延伸、应变强化指数高和良好的抗碰撞性能，可以实现在减轻汽车重量的同时提高安全性能，是近年来发展起来的先进高强钢，主要用于汽车车轮、保险杠、悬挂系统和加强件，还可用于汽车内外板。
调幅分解强化也是钢的强化手段之一。
过饱和固溶体在一定温度下分解成结构相同、成分不同的两个相的过程。
首先它是一个自发分解过程。
其次，它是通过上坡扩散来实现成分变化的。
同时这个过程不经历形核阶段，不存在明显的相界面，最重要的是它的分解速度非常快。
调幅分解过程中，富区中溶质原子将进一步富化，贫区中溶质原子则逐渐贫化，两个区域之间没有明显的分界线，成分是连续过度的。
在分解过程中溶质原子由低浓度区向高浓度区扩散，即发生所谓的上坡扩散。
发生调幅分解时，除了热力学条件外，另一个条件是合金中可以进行扩散，通过扩散使溶质原子A和B分别向各自独立相聚集。
因此，调幅分解是按照扩散-偏聚机制进行的一种固态相变。
调幅分解是一种与所谓的形核长大机制相并列的相分解机制。
材料发生调幅分解后可以形成非常均匀而精细的结构,从而可获许多优良的性能。
如在Cu—Co 合金中发生调幅分解,可以使合金具有巨磁电阻(GMR)的特性,可以使材料的硬度增加。
许多合金通过时效发生调幅分解,其组织形貌与合金成分和时效时间有关。
块状材料的调幅分解已经有较深入的研究,并且在逐渐发展。
上世纪90年代,在Fe2C马氏体、65Si2MnWA钢下贝氏体、Cu2Ti合金中发现调幅分解与有序化共存的现象,这种新的现象利用点阵波理论和图形热力学进行了解释。
相对于块状材料,小尺寸材料、低维材料,如纳米颗粒、薄膜材料的研究逐步盛行起来,而这类材料的表面在结构和相转变中起了不可忽视的作用,表面引起的调幅分解与块状材料的调幅分解明显不同。