强化机制-1
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再结晶区轧制是通过再结晶使晶粒细化，从这个 意义上说，它实际上是控制轧制的准备阶段。再结 晶区域通常是在约950℃以上的温度范围。
(2) 奥氏体未再结晶区控制轧制
（又称为Ⅱ型控制轧制或常化轧制）
在奥氏体未再结晶区进行控制轧制时，晶粒沿轧 制方向伸长，在晶粒内部产生形变带。由于晶界面 积的增加，提高了的形核密度，在形变带上出现大 量的晶核。这样进一步促进了晶粒的细化。
1.1 钢的强化机制
❖ 固溶强化 ❖ 位错强化 ❖ 沉淀强化 ❖ 晶界强化 ❖ 亚晶强化 ❖ 相变强化
固溶体
铁和碳的相互作用表现为两方面
形成固溶体 形成化合物
（1）固溶体：就是固体溶液，是溶质原子溶入溶剂中所形 成的晶体，保持溶剂元素的晶体结构。
（2）固溶体的分类：
置换固溶体 间隙固溶体
置换固溶体：溶质原子和溶剂原子尺寸相差较小，形成固 溶体时溶质原子替换了溶剂晶格中的一部分原子，就形成 了置换固溶体。 如：Fe与Mn、Si 、Al 、Cr 、Ti 、Nb等形成置换固溶体
课程内容
1. 钢的强化与韧化； 2. 钢的热加工金属学基础； 3. 变形条件下的相变； 4. 微合金元素在控制轧制中的作用； 5. 中、高碳钢控制轧制特点； 6. 控轧条件下钢的变形抗力； 7. 钢材的控制冷却； 8. 控制轧制和控制冷却的应用；
1.钢的强化与韧化
1.1 钢的强化机制； 1.2 钢的韧性；
晶界强化
根据位错理论计算可得到屈服强度与晶粒尺寸的 关系为：Hall-Petch公式
s i K1D1/ 2
式中σi是常数，大体相当于单晶体时的屈服强度。 K1它是表征晶界对强度影响程度的常数，它和晶界 结构有关，而和温度关系不大。
Hall-Petch公式 s i K1D1/2
（3）形成间隙固溶体的溶质元素（如C、N、B等元 素 在 Fe 中 ） 其 强 化 作 用 大 于 形 成 置 换 固 溶 体 （如Mn、Si、P等元素在Fe中）的溶质元素。 但对韧性、塑性的削弱也很显著，而置换式固 溶强化却基本不削弱基体的韧性和塑性。
（4）溶质与基体的原子大小差别愈大，强化效果也 愈显著。
位错强化
晶体内缺陷或晶格畸变 的程度与强度间的关系
1、完全无位错存在时，在外力 作用下，没有可以发生运动的位 错，材料表现极高的强度。
例如铜，理论计算的临界切应力 约为1500MPa，而实际测出的 仅为0.98MPa。
但制造这种材料非常困难，目前 只能在很小尺寸的晶体中实现 (晶须),用于研究型的复合材料中。
形变热处理是在第二相质点沉淀前对材料施以塑性变形， 因而使位错密度增加，第二相沉淀形核位置增多，因而析出 物更为弥散。如果形变还能造成亚晶，那么第二相沉淀在亚 晶界上，其分布密度更为弥散。这就是形变热处理造成强化 的原因之一。
问题：
有些材料随着时效时间的延长，其强度出现连续 下降现象，是什么原因？
常规轧制，加入Nb、V，起沉淀强化的作用，结 果使钢的强度上升，韧性下降；
在控制轧制中加入微量元素，如Nb，可以使晶粒 细化，使钢材的强度升高，韧性也升高
(3）可节省能源和使生产工艺简化 》降低钢坯的加热温度，
》取消轧后的常化（正火）处理或淬火回火处理
热轧态及热处理态钢中晶粒成核地点及来自百度文库生成的晶粒组织
关于控冷……
两个通俗说法:
1.水是最廉价的合金元素 (可以用水替代合金元素来改变钢材的性能)
2.中国的多数（中板）轧机是世界上最干旱的轧机 (目前我们还没有充分利用好水的作用) －川崎水岛：12000 m3/h，迪林根：14000 m3/h －宝钢2050：14000 m3/h，1580: 13000 m3/h
Hall-Petch公式 s i K1D1/2
当珠光体量大于30％时，珠光体对材料强度的影响不能忽 视，Hall—Petch公式可以改写为
s f F 0.2 f P P f F K1D1/ 2
式中fF、 fP是铁素体和珠光体的体积百分数，即fF + fP =1； σ0.2和σP相应为纯铁素体钢和纯珠光体钢的屈服强度。 由公式看出，曲线斜率fFK1随含碳量提高而变小，从而降低 了细化铁素体晶粒的强化作用。相反含碳量提高使珠光体 量增加，珠光体对σs的贡献加大。由此可得出结论：与细化 晶粒有关的提高钢强度的方法中，钢中含碳量愈低其强化 效果愈大；相反在组织中珠光体愈多在微合金化或控制轧 制制度下所得到的细化晶粒效果也就愈差。
式中各元素含量以百分含量代入，各项的系数也就是这些元素的固溶强 化系数，即每1％重量百分数可以提高的屈服强度。σ0为单晶纯铁的屈 服强度，实际上铁中总是含有微量碳的。σ0值随不同的处理而异。空 冷时σ0 =86.24MPa，炉冷时为60.76MPa。D为等轴铁素体晶粒平均 截线长，以mm为单位。
铁素体晶粒细化对提高屈服强度的效果是明显的，D小时，D的很小变 化将使D-1/2产生较大的变化。上式适用于钢中珠光体含量<30％的组 织
答案：
随着时效时间的延长，强度将连续下降。这是 因为颗粒长大，颗粒间距加大的原故。因此对沉 淀强化析出的质点应具有尽可能小的溶解度和很 小的凝聚性。也就是说能在各种温度下保持稳定。 结构钢中的碳化物、氮化物和碳氮化物在实际使 用中能满足这些要求。
晶界强化
和单晶体的塑性变形不同，多晶体晶粒中的位错滑移除 了要克服晶格阻力、滑移面上杂质原子对位错的阻力而外 （这两点是和单晶体相同的），还要克服晶界的阻力。晶粒 愈小，晶界就相对愈多，晶界阻力也愈大，因而使材料的屈 服强度提高。
相变后的晶粒随着未再结晶区的总压下率的增加变 细，未再结晶的温度区间一般为950C～Ar3。
(3) (+)两相区轧制
（又称为热机轧制）
在Ar3点以下的(+) 两相区轧制时，未相变晶粒 更加伸长，在晶内形成形变带。已相变后的晶粒在 受到压下时，于晶粒内形成亚结构。在轧后的冷却 过程中前者发生相变，形成微细的多边形晶粒；而 后者因回复变成内部含有亚晶粒的晶粒。两相区轧 制材料的组织为大倾角晶粒和亚晶粒的混合组织。 由于亚晶的出现可使钢材的强度升高，脆性转变温 度下降。
控制轧制的类型
轧制后奥 氏体晶粒
铁素体 形核
相变后
控冷后
（1）奥氏体再结晶区控制轧制
（又称为Ⅰ型控制轧制或常规轧制）
奥氏体再结晶区控制轧制的主要目的是通过对加热 时粗化的初始晶粒反复进行轧制—再结晶使之得到 细化，从而使相变后得到细小的晶粒。并且， 相变前的晶粒越细，相变后的晶粒也变得越细。
控制轧制的效应
（1）使钢材的强度和低温韧性有较大幅度的改善
控制轧制对细化晶粒有明显的作用，按常规轧制工 艺，铁素体晶粒最好的情况为7～8级，晶粒直径 >20m，而按控制轧制工艺，铁素体晶粒可达12 级，其直径可为5m。仅从这方面就可使钢材的强 韧性能得到明显的改善。
（2）可以充分发挥微量合金元素的作用
A
B
置换固 溶体
溶剂原子 溶质原子
溶剂原子 溶质原子
间隙固 溶体
间隙固溶体：溶质原子和溶剂原子直径相差较大，溶质原子处 于溶剂晶体结构的间隙位置上，则形成间隙固溶体。 如：Fe 与 C ，N ，O ，H 形成间隙固溶体
固溶强化
定义：采用添加溶质元素使固溶体强度升高的 现象称为固溶强化，即固溶强化是通过改变金 属的化学成分来提高强度的方法。
晶粒细小，屈服应力就高，材料因此得到强化，即细晶强化。 σi包含着不可避免的残留元素如Mn、Si、N等对位错滑动的阻力。对 于铁素体一珠光体组织的低碳钢经过实验确定了这些元素的作用，因此 Hall—Petch公式可以改写为：
s 0 (3.7Mn 8.3Si 291 .8N 1.51D1/2 ) 9.8
效果：提高强度、降低塑韧性。
沉淀强化（第二相硬质点强化）
第二相硬质点是指那些在韧性材料中存在的不易发生塑性 变形的化合物它们一般几乎不能发生塑性变形，在大的应力下 将脆性断裂。
在普通低合金钢中经常加入微量Nb、V、Ti，这些元素可 以形成碳的化合物、氮的化合物或碳氮化合物，在轧制中或轧 后冷却时它们可以析出，起到第二相沉淀强化作用。例如加热 到1250℃的Nb钢，沉淀强化的作用平均每0.01％Nb可提高 屈服强度19.6MPa。
马氏体的形成过程
（a）当奥氏体过冷到MS点时，首先在晶粒内的某些晶面上 生成马氏体晶核，并迅速长大； （b）马氏体转变不依靠已形成马氏体晶体的长大，而且依 靠出现新的马氏体晶核，即马氏体形成与t保无关。 （c）奥氏体常常不能完全转变成马氏体主要源于生产上冷 却温度没有真正达到Mf点。
马氏体强化机制
位错强化
滑移是塑性变形的主要 方式，材料中位错密度
对材料的强度的影响
2、在存在位错的晶体材料中,随 位错密度的提高，位错运动受交 割作用影响加大，材料的强度得 到提高。经过冷变形的金属材料, 发生了加工硬化，强度可以在相 当范围内得到提高，常用的冷轧 钢板、冷拔钢丝就是一例。值得 注意的是用加工硬化提高强度的 材料只能在较低温度下使用，否 则因高温发生了再结晶，加工硬 化的强化效果将全部消失。
第二相的沉淀过程亦即是过饱和固溶体的分解过程。第二 相能沉淀析出的必要条件是固溶体合金的溶解度随着温度的降 低而减小，因此加热后得到的过饱和固溶体将随着温度的降低 而析出。第二相析出的动力学、析出的形态、部位等将随加工 工艺，其中包括冷却条件而异。
沉淀强化（第二相硬质点强化）
沉淀强化的机制是位错和颗粒之间的相互作用。
亚晶强化
低温加工的材料因动态、静态回复形成 亚晶，亚晶的数量、大小与变形温度、变形 量有关。
亚晶强化的原因是位错密度增高。亚晶本 身是位错墙，亚晶细小位错密度也高。另外 有些亚晶间的位向差稍大，也如同晶界一样 阻止位错运动。
相变强化
相变强化 主要是指马氏体强化（及下贝氏
体强化），它是钢铁材料强化的重要途径。相 变强化不是一种独立的强化方式，实际上它是 前述的固溶强化，沉淀硬化、形变强化，细晶 强化等多种强化效果的综合，它是钢铁材料最 经济而又最重要的一种强化途径。
根据计算和实验，一般的质点间距最佳值在20一50个原子间距， 体积数的最佳值在2％左右。
材料的组织与力学性能的关系
沉淀相的部位、形状对强度都有影响。其一般规律是：沉 淀颗粒分布在整个基体上比晶界沉淀的效果好；颗粒形状球 状和片状相比，球状有利于强化。
因为片状颗粒对于在与其平行的原子面上运动的位错的阻 力很小，而球状颗粒对于任何原子面上运动的位错有相同的 阻力。
在外力作用下，运动位错遇到第二相硬质点时的运动方式有两 种，(1)对提高强度有积极作用的绕过过程； (2)对提高强度作 用较小的切割/剪切过程。它们都会增加运动阻力，可以提高 材料的强度。
绕过机制
切割机制
材料的组织与力学性能的关系
第二相硬质点强化
如果第二相硬质点的总量(如 体积份数f)一定，单个质点的尺寸 愈小，数量多，排列密集；反之单 个质点的尺寸愈大，数量少，排列 稀疏。对位错来说，小质点容易切 割，稀疏分布时容易绕过。所以质 点对强度的作用表现为尺寸太小或 尺寸过大都会降低其效果，在特定 的合适范围才有最大的强化效果。
机理：运动的位错与溶质原子之间的交互作用 的结果。
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
（2）溶质元素溶解量增加，固溶体的强度也增加
例如：对于无限固溶体，当溶质原子浓度为50%时 强度最大；而对于有限固溶体，其强度随溶质元 素溶解量增加而增大
控制轧制（Controlled rolling） 在热轧过程中，通过对金属加热制度、变形制度和 温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变相 结合，以获得细小晶粒组织，从而得到较高的综合 性能的轧制工艺。
控制冷却（controlled cooling） 控制轧制后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性 能的目的。为了细化铁素体晶粒，减小珠光体片层 间距，阻止碳化物在高温下析出，以提高析出强化 效果而采用控制冷却工艺。
(2) 奥氏体未再结晶区控制轧制
（又称为Ⅱ型控制轧制或常化轧制）
在奥氏体未再结晶区进行控制轧制时，晶粒沿轧 制方向伸长，在晶粒内部产生形变带。由于晶界面 积的增加，提高了的形核密度，在形变带上出现大 量的晶核。这样进一步促进了晶粒的细化。
1.1 钢的强化机制
❖ 固溶强化 ❖ 位错强化 ❖ 沉淀强化 ❖ 晶界强化 ❖ 亚晶强化 ❖ 相变强化
固溶体
铁和碳的相互作用表现为两方面
形成固溶体 形成化合物
（1）固溶体：就是固体溶液，是溶质原子溶入溶剂中所形 成的晶体，保持溶剂元素的晶体结构。
（2）固溶体的分类：
置换固溶体 间隙固溶体
置换固溶体：溶质原子和溶剂原子尺寸相差较小，形成固 溶体时溶质原子替换了溶剂晶格中的一部分原子，就形成 了置换固溶体。 如：Fe与Mn、Si 、Al 、Cr 、Ti 、Nb等形成置换固溶体
课程内容
1. 钢的强化与韧化； 2. 钢的热加工金属学基础； 3. 变形条件下的相变； 4. 微合金元素在控制轧制中的作用； 5. 中、高碳钢控制轧制特点； 6. 控轧条件下钢的变形抗力； 7. 钢材的控制冷却； 8. 控制轧制和控制冷却的应用；
1.钢的强化与韧化
1.1 钢的强化机制； 1.2 钢的韧性；
晶界强化
根据位错理论计算可得到屈服强度与晶粒尺寸的 关系为：Hall-Petch公式
s i K1D1/ 2
式中σi是常数，大体相当于单晶体时的屈服强度。 K1它是表征晶界对强度影响程度的常数，它和晶界 结构有关，而和温度关系不大。
Hall-Petch公式 s i K1D1/2
（3）形成间隙固溶体的溶质元素（如C、N、B等元 素 在 Fe 中 ） 其 强 化 作 用 大 于 形 成 置 换 固 溶 体 （如Mn、Si、P等元素在Fe中）的溶质元素。 但对韧性、塑性的削弱也很显著，而置换式固 溶强化却基本不削弱基体的韧性和塑性。
（4）溶质与基体的原子大小差别愈大，强化效果也 愈显著。
位错强化
晶体内缺陷或晶格畸变 的程度与强度间的关系
1、完全无位错存在时，在外力 作用下，没有可以发生运动的位 错，材料表现极高的强度。
例如铜，理论计算的临界切应力 约为1500MPa，而实际测出的 仅为0.98MPa。
但制造这种材料非常困难，目前 只能在很小尺寸的晶体中实现 (晶须),用于研究型的复合材料中。
形变热处理是在第二相质点沉淀前对材料施以塑性变形， 因而使位错密度增加，第二相沉淀形核位置增多，因而析出 物更为弥散。如果形变还能造成亚晶，那么第二相沉淀在亚 晶界上，其分布密度更为弥散。这就是形变热处理造成强化 的原因之一。
问题：
有些材料随着时效时间的延长，其强度出现连续 下降现象，是什么原因？
常规轧制，加入Nb、V，起沉淀强化的作用，结 果使钢的强度上升，韧性下降；
在控制轧制中加入微量元素，如Nb，可以使晶粒 细化，使钢材的强度升高，韧性也升高
(3）可节省能源和使生产工艺简化 》降低钢坯的加热温度，
》取消轧后的常化（正火）处理或淬火回火处理
热轧态及热处理态钢中晶粒成核地点及来自百度文库生成的晶粒组织
关于控冷……
两个通俗说法:
1.水是最廉价的合金元素 (可以用水替代合金元素来改变钢材的性能)
2.中国的多数（中板）轧机是世界上最干旱的轧机 (目前我们还没有充分利用好水的作用) －川崎水岛：12000 m3/h，迪林根：14000 m3/h －宝钢2050：14000 m3/h，1580: 13000 m3/h
Hall-Petch公式 s i K1D1/2
当珠光体量大于30％时，珠光体对材料强度的影响不能忽 视，Hall—Petch公式可以改写为
s f F 0.2 f P P f F K1D1/ 2
式中fF、 fP是铁素体和珠光体的体积百分数，即fF + fP =1； σ0.2和σP相应为纯铁素体钢和纯珠光体钢的屈服强度。 由公式看出，曲线斜率fFK1随含碳量提高而变小，从而降低 了细化铁素体晶粒的强化作用。相反含碳量提高使珠光体 量增加，珠光体对σs的贡献加大。由此可得出结论：与细化 晶粒有关的提高钢强度的方法中，钢中含碳量愈低其强化 效果愈大；相反在组织中珠光体愈多在微合金化或控制轧 制制度下所得到的细化晶粒效果也就愈差。
式中各元素含量以百分含量代入，各项的系数也就是这些元素的固溶强 化系数，即每1％重量百分数可以提高的屈服强度。σ0为单晶纯铁的屈 服强度，实际上铁中总是含有微量碳的。σ0值随不同的处理而异。空 冷时σ0 =86.24MPa，炉冷时为60.76MPa。D为等轴铁素体晶粒平均 截线长，以mm为单位。
铁素体晶粒细化对提高屈服强度的效果是明显的，D小时，D的很小变 化将使D-1/2产生较大的变化。上式适用于钢中珠光体含量<30％的组 织
答案：
随着时效时间的延长，强度将连续下降。这是 因为颗粒长大，颗粒间距加大的原故。因此对沉 淀强化析出的质点应具有尽可能小的溶解度和很 小的凝聚性。也就是说能在各种温度下保持稳定。 结构钢中的碳化物、氮化物和碳氮化物在实际使 用中能满足这些要求。
晶界强化
和单晶体的塑性变形不同，多晶体晶粒中的位错滑移除 了要克服晶格阻力、滑移面上杂质原子对位错的阻力而外 （这两点是和单晶体相同的），还要克服晶界的阻力。晶粒 愈小，晶界就相对愈多，晶界阻力也愈大，因而使材料的屈 服强度提高。
相变后的晶粒随着未再结晶区的总压下率的增加变 细，未再结晶的温度区间一般为950C～Ar3。
(3) (+)两相区轧制
（又称为热机轧制）
在Ar3点以下的(+) 两相区轧制时，未相变晶粒 更加伸长，在晶内形成形变带。已相变后的晶粒在 受到压下时，于晶粒内形成亚结构。在轧后的冷却 过程中前者发生相变，形成微细的多边形晶粒；而 后者因回复变成内部含有亚晶粒的晶粒。两相区轧 制材料的组织为大倾角晶粒和亚晶粒的混合组织。 由于亚晶的出现可使钢材的强度升高，脆性转变温 度下降。
控制轧制的类型
轧制后奥 氏体晶粒
铁素体 形核
相变后
控冷后
（1）奥氏体再结晶区控制轧制
（又称为Ⅰ型控制轧制或常规轧制）
奥氏体再结晶区控制轧制的主要目的是通过对加热 时粗化的初始晶粒反复进行轧制—再结晶使之得到 细化，从而使相变后得到细小的晶粒。并且， 相变前的晶粒越细，相变后的晶粒也变得越细。
控制轧制的效应
（1）使钢材的强度和低温韧性有较大幅度的改善
控制轧制对细化晶粒有明显的作用，按常规轧制工 艺，铁素体晶粒最好的情况为7～8级，晶粒直径 >20m，而按控制轧制工艺，铁素体晶粒可达12 级，其直径可为5m。仅从这方面就可使钢材的强 韧性能得到明显的改善。
（2）可以充分发挥微量合金元素的作用
A
B
置换固 溶体
溶剂原子 溶质原子
溶剂原子 溶质原子
间隙固 溶体
间隙固溶体：溶质原子和溶剂原子直径相差较大，溶质原子处 于溶剂晶体结构的间隙位置上，则形成间隙固溶体。 如：Fe 与 C ，N ，O ，H 形成间隙固溶体
固溶强化
定义：采用添加溶质元素使固溶体强度升高的 现象称为固溶强化，即固溶强化是通过改变金 属的化学成分来提高强度的方法。
晶粒细小，屈服应力就高，材料因此得到强化，即细晶强化。 σi包含着不可避免的残留元素如Mn、Si、N等对位错滑动的阻力。对 于铁素体一珠光体组织的低碳钢经过实验确定了这些元素的作用，因此 Hall—Petch公式可以改写为：
s 0 (3.7Mn 8.3Si 291 .8N 1.51D1/2 ) 9.8
效果：提高强度、降低塑韧性。
沉淀强化（第二相硬质点强化）
第二相硬质点是指那些在韧性材料中存在的不易发生塑性 变形的化合物它们一般几乎不能发生塑性变形，在大的应力下 将脆性断裂。
在普通低合金钢中经常加入微量Nb、V、Ti，这些元素可 以形成碳的化合物、氮的化合物或碳氮化合物，在轧制中或轧 后冷却时它们可以析出，起到第二相沉淀强化作用。例如加热 到1250℃的Nb钢，沉淀强化的作用平均每0.01％Nb可提高 屈服强度19.6MPa。
马氏体的形成过程
（a）当奥氏体过冷到MS点时，首先在晶粒内的某些晶面上 生成马氏体晶核，并迅速长大； （b）马氏体转变不依靠已形成马氏体晶体的长大，而且依 靠出现新的马氏体晶核，即马氏体形成与t保无关。 （c）奥氏体常常不能完全转变成马氏体主要源于生产上冷 却温度没有真正达到Mf点。
马氏体强化机制
位错强化
滑移是塑性变形的主要 方式，材料中位错密度
对材料的强度的影响
2、在存在位错的晶体材料中,随 位错密度的提高，位错运动受交 割作用影响加大，材料的强度得 到提高。经过冷变形的金属材料, 发生了加工硬化，强度可以在相 当范围内得到提高，常用的冷轧 钢板、冷拔钢丝就是一例。值得 注意的是用加工硬化提高强度的 材料只能在较低温度下使用，否 则因高温发生了再结晶，加工硬 化的强化效果将全部消失。
第二相的沉淀过程亦即是过饱和固溶体的分解过程。第二 相能沉淀析出的必要条件是固溶体合金的溶解度随着温度的降 低而减小，因此加热后得到的过饱和固溶体将随着温度的降低 而析出。第二相析出的动力学、析出的形态、部位等将随加工 工艺，其中包括冷却条件而异。
沉淀强化（第二相硬质点强化）
沉淀强化的机制是位错和颗粒之间的相互作用。
亚晶强化
低温加工的材料因动态、静态回复形成 亚晶，亚晶的数量、大小与变形温度、变形 量有关。
亚晶强化的原因是位错密度增高。亚晶本 身是位错墙，亚晶细小位错密度也高。另外 有些亚晶间的位向差稍大，也如同晶界一样 阻止位错运动。
相变强化
相变强化 主要是指马氏体强化（及下贝氏
体强化），它是钢铁材料强化的重要途径。相 变强化不是一种独立的强化方式，实际上它是 前述的固溶强化，沉淀硬化、形变强化，细晶 强化等多种强化效果的综合，它是钢铁材料最 经济而又最重要的一种强化途径。
根据计算和实验，一般的质点间距最佳值在20一50个原子间距， 体积数的最佳值在2％左右。
材料的组织与力学性能的关系
沉淀相的部位、形状对强度都有影响。其一般规律是：沉 淀颗粒分布在整个基体上比晶界沉淀的效果好；颗粒形状球 状和片状相比，球状有利于强化。
因为片状颗粒对于在与其平行的原子面上运动的位错的阻 力很小，而球状颗粒对于任何原子面上运动的位错有相同的 阻力。
在外力作用下，运动位错遇到第二相硬质点时的运动方式有两 种，(1)对提高强度有积极作用的绕过过程； (2)对提高强度作 用较小的切割/剪切过程。它们都会增加运动阻力，可以提高 材料的强度。
绕过机制
切割机制
材料的组织与力学性能的关系
第二相硬质点强化
如果第二相硬质点的总量(如 体积份数f)一定，单个质点的尺寸 愈小，数量多，排列密集；反之单 个质点的尺寸愈大，数量少，排列 稀疏。对位错来说，小质点容易切 割，稀疏分布时容易绕过。所以质 点对强度的作用表现为尺寸太小或 尺寸过大都会降低其效果，在特定 的合适范围才有最大的强化效果。
机理：运动的位错与溶质原子之间的交互作用 的结果。
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
（2）溶质元素溶解量增加，固溶体的强度也增加
例如：对于无限固溶体，当溶质原子浓度为50%时 强度最大；而对于有限固溶体，其强度随溶质元 素溶解量增加而增大
控制轧制（Controlled rolling） 在热轧过程中，通过对金属加热制度、变形制度和 温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变相 结合，以获得细小晶粒组织，从而得到较高的综合 性能的轧制工艺。
控制冷却（controlled cooling） 控制轧制后钢材的冷却速度达到改善钢材组织和性 能的目的。为了细化铁素体晶粒，减小珠光体片层 间距，阻止碳化物在高温下析出，以提高析出强化 效果而采用控制冷却工艺。