合金強化
在合金中常常用彌散的第二相質(zhì)點來提高強度，最高強度對應于第二相質(zhì)點尺寸不大，且呈高度彌散分布的狀態(tài)，這些第二相往往是金屬化合物或氧化物，比基體硬得多。
如第二相質(zhì)點是利用固溶體脫溶沉淀產(chǎn)生的，稱沉淀強化。在高強度鋁合金、鋼、鎳基高溫合金中廣泛地應用著這種強化方法。
沉淀化機制與產(chǎn)生沉淀質(zhì)點的時效處理有關(見固溶體的脫溶分解)，典型的發(fā)展過程可描述如下。合金的起始強度相當于過飽和固溶體。沉淀初期新相與基體共格，尺寸很小而且彌散，屈服強度決定于位錯切過沉淀相所需克服的阻力，包括共格應力、沉淀相內(nèi)部結構和相界面效應等因素的貢獻。隨著新相的長大，以及界面和內(nèi)部結構的變化，位錯切割沉淀相質(zhì)點逐漸困難。按奧羅萬機制，當位錯線能夠達到的曲率半徑與滑移面上粒子間距相當時,位錯會以類似于弗蘭克-里德源的形式繞過障礙粒子，而在第二相粒子上留下一個位錯圈。這時質(zhì)點間距成為控制屈服強度的主要因素，因而，在時效后期屈服強度有隨時效時間延長而降低的現(xiàn)象。
合金中的第二相質(zhì)點還可以借助于內(nèi)氧化、粉末燒結等方法引入，在技術上稱為彌散強化。彌散硬化的質(zhì)點常用高硬度氧化物。
第二相質(zhì)點一般都增大合金的加工硬化率。
鋁合金強化機制有哪些？
1.固溶強化
純鋁中加入合金元素，形成鋁基固溶體，造成晶格畸變，阻礙了位錯的運動，起到固溶強化的作用，可使其強度提高。根據(jù)合金化的一般規(guī)律，形成無限固溶體或高濃度的固溶體型合金時，不僅能獲得高的強度，而且還能獲得優(yōu)良的塑性與良好的壓力加工性能。Al－Cu、Al－Mg、Al－Si、Al－Zn、Al－Mn等二元合金一般都能形成有限固溶體，并且均有較大的極限溶解度，因此具有較大的固溶強化效果。
2．時效強化
合金元素對鋁的另一種強化作用是通過熱處理實現(xiàn)的。但由于鋁沒有同素異構轉變，所以其熱處理相變與鋼不同。鋁合金的熱處理強化，主要是由于合金元素在鋁合金中有較大的固溶度，且隨溫度的降低而急劇減小。所以鋁合金經(jīng)加熱到某一溫度淬火后，可以得到過飽和的鋁基固溶體。這種過飽和鋁基固溶體放置在室溫或加熱到某一溫度時，其強度和硬度隨時間的延長而增高，但塑性、韌性則降低，這個過程稱為時效。在室溫下進行的時效稱為自然時效，在加熱條件下進行的時效稱為人工時效。時效過程中使鋁合金的強度、硬度增高的現(xiàn)象稱為時效強化或時效硬化。其強化效果是依靠時效過程中所產(chǎn)生的時效硬化現(xiàn)象來實現(xiàn)的。
3．過剩相強化
如果鋁中加入合金元素的數(shù)量超過了極限溶解度，則在固溶處理加熱時，就有一部分不能溶入固溶體的第二相出現(xiàn)，稱為過剩相。在鋁合金中，這些過剩相通常是硬而脆的金屬間化合物。它們在合金中阻礙位錯運動，使合金強化，這稱為過剩相強化。在生產(chǎn)中常常采用這種方式來強化鑄造鋁合金和耐熱鋁合金。過剩相數(shù)量越多，分布越彌散，則強化效果越大。但過剩相太多，則會使強度和塑性都降低。過剩相成分結構越復雜，熔點越高，則高溫熱穩(wěn)定性越好。
4．細化組織強化
許多鋁合金組織都是由α固溶體和過剩相組成的。若能細化鋁合金的組織，包括細化α固溶體或細化過剩相，就可使合金得到強化。
由于鑄造鋁合金組織比較粗大，所以實際生產(chǎn)中常常利用變質(zhì)處理的方法來細化合金組織。變質(zhì)處理是在澆注前在熔融的鋁合金中加入占合金重量2～3%的變質(zhì)劑（常用鈉鹽混合物：2/3NaF+1/3NaCl），以增加結晶核心，使組織細化。經(jīng)過變質(zhì)處理的鋁合金可得到細小均勻的共晶體加初生α固溶體組織，從而顯著地提高鋁合金的強度及塑性。
