金(jin)屬材料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)優良(liang)，價(jia)格(ge)相(xiang)對便宜，已經被(bei)(bei)廣泛地(di)應(ying)用(yong)于各(ge)個領域，金(jin)屬材料(liao)(liao)(liao)所固有的各(ge)方面(mian)的性(xing)(xing)能(neng)(neng)潛(qian)力(li)也更多地(di)被(bei)(bei)人(ren)(ren)們挖(wa)(wa)掘出(chu)來，發揮作用(yong)。在人(ren)(ren)類使用(yong)合(he)(he)金(jin)材料(liao)(liao)(liao)的發展史上，人(ren)(ren)們長期追求(qiu)的中心目(mu)標(biao)就是如何達到(dao)合(he)(he)金(jin)的高(gao)強(qiang)度(du)，隨之發展的就是各(ge)種(zhong)強(qiang)化(hua)技(ji)術(shu)。實(shi)踐證明，當合(he)(he)金(jin)的強(qiang)度(du)提高(gao)時(shi)往(wang)往(wang)伴(ban)隨其韌性(xing)(xing)和(he)塑(su)性(xing)(xing)下降(jiang)，也就是脆性(xing)(xing)在加大(da)。如何在提高(gao)強(qiang)度(du)的同時(shi)韌性(xing)(xing)和(he)塑(su)性(xing)(xing)不降(jiang)低(di)即強(qiang)韌性(xing)(xing)的配合(he)(he)，就是現(xian)在討論(lun)的強(qiang)韌化(hua)問題。隨著科學技(ji)術(shu)的飛速發展和(he)社會需求(qiu)的多樣化(hua)，提高(gao)常用(yong)材料(liao)(liao)(liao)強(qiang)韌性(xing)(xing)指標(biao)是挖(wa)(wa)掘材料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)潛(qian)力(li)的關鍵。

我們經常(chang)用到的(de)性能(neng)大(da)多數是發球結(jie)構(gou)敏感的(de)性能(neng)，它們與材料的(de)組織結(jie)構(gou)、晶(jing)粒大(da)小、加工工藝(yi)等(deng)密切相關。強(qiang)韌(ren)化問題的(de)主要著(zhu)眼點在(zai)(zai)于解決強(qiang)化與韌(ren)性這對(dui)矛(mao)盾，并在(zai)(zai)一定條(tiao)件(jian)下(xia)統一起來。簡單地(di)說，強(qiang)度是在(zai)(zai)給(gei)定條(tiao)件(jian)（溫(wen)度、壓力(li)、應力(li)狀態、形(xing)變速度和周圍介質等(deng)條(tiao)件(jian)）下(xia)材料達到給(gei)定變形(xing)量時所需要的(de)應力(li)，或材料發生破壞的(de)應力(li)。強(qiang)度的(de)來源泉(quan)是原子間(jian)鍵合力(li)，取決于元素本(ben)(ben)質的(de)基本(ben)(ben)性質。

人們從長期的(de)(de)制造和使用過(guo)程(cheng)中不斷地(di)積(ji)累經(jing)驗并(bing)進(jin)行(xing)研(yan)究和開發，已經(jing)清楚地(di)知道(dao)，金(jin)屬(shu)的(de)(de)結構(gou)、組織(zhi)、成(cheng)分以及對這些因素起決定(ding)性(xing)作用的(de)(de)工藝這四(si)個相互關聯的(de)(de)因素是決定(ding)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)(de)因素。但根(gen)本因素是材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)內部(bu)的(de)(de)組織(zhi)、結構(gou)，有什(shen)么(me)樣(yang)的(de)(de)組織(zhi)結構(gou)就有什(shen)么(me)樣(yang)的(de)(de)性(xing)能(neng)，而工藝往(wang)往(wang)是針(zhen)對固定(ding)成(cheng)份的(de)(de)鋼種(zhong)達到想要(yao)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)，即(ji)得到需要(yao)的(de)(de)組織(zhi)結構(gou)。

這(zhe)里指(zhi)的(de)(de)結構(gou)(gou)是(shi)廣義的(de)(de)，是(shi)指(zhi)構(gou)(gou)成材料的(de)(de)原子(zi)（分子(zi)、離子(zi)或者(zhe)原子(zi)團）在固體(ti)材料內(nei)部三(san)維空間(jian)(jian)的(de)(de)排列(lie)方(fang)式和組態，例如(ru)，體(ti)心立方(fang)、堆(dui)垛層(ceng)錯、位錯、晶界等這(zhe)樣一些概念。結構(gou)(gou)主要取決于原子(zi)間(jian)(jian)結合特性和原子(zi)的(de)(de)本質(zhi)，所以(yi)說結構(gou)(gou)是(shi)描述原了級別的(de)(de)三(san)維特征的(de)(de)信息。

組織(zhi)這個概念，在材料(liao)科學領(ling)域中有特別重要的(de)(de)(de)(de)意義，因為(wei)無(wu)數事(shi)實證(zheng)明，成分(fen)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)在相同(tong)的(de)(de)(de)(de)工作環境下，由于組織(zhi)不(bu)同(tong)而(er)表現(xian)出截(jie)然(ran)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)性能或(huo)壽命。組織(zhi)可(ke)以(yi)(yi)是肉眼(yan)觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)，也(ye)可(ke)以(yi)(yi)是放大鏡、光學顯微鏡、掃描(miao)電(dian)子顯微鏡或(huo)掃描(miao)力顯微鏡觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)截(jie)面(mian)、斷面(mian)上的(de)(de)(de)(de)具有足夠景深、富有立體感的(de)(de)(de)(de)圖像或(huo)薄膜試(shi)樣(yang)上觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)一(yi)定厚度試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)立體形態的(de)(de)(de)(de)平面(mian)重疊形貌。組織(zhi)這一(yi)概念可(ke)以(yi)(yi)簡要地(di)理解為(wei)人(ren)們研究金(jin)屬(shu)材料(liao)時所觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)形貌或(huo)形態。

與上述兩個因(yin)(yin)素相(xiang)比較，一定成分的(de)(de)材料(liao)，可以(yi)適當的(de)(de)工(gong)藝改變這(zhe)些(xie)因(yin)(yin)素，或者(zhe)這(zhe)些(xie)因(yin)(yin)素中(zhong)的(de)(de)一部分以(yi)達到改變金屬材料(liao)力學性能(neng)的(de)(de)目的(de)(de)。

前面(mian)講到了金屬材料的表面(mian)強(qiang)化方法，表面(mian)強(qiang)化與(yu)整體(ti)強(qiang)化一(yi)樣，如何保證強(qiang)韌性(xing)化是(shi)(shi)發(fa)揮強(qiang)化效(xiao)果的前提條(tiao)件，即找出與(yu)強(qiang)化效(xiao)果相(xiang)匹配、適合(he)使(shi)用條(tiao)件的最(zui)佳工藝。當然最(zui)優(you)化的熱(re)處理工藝不(bu)可能(neng)(neng)是(shi)(shi)千篇一(yi)律的，同(tong)(tong)種材料的各項(xiang)(xiang)性(xing)能(neng)(neng)都會(hui)因(yin)熱(re)處理方法及其工藝參(can)數的不(bu)同(tong)(tong)而改變(bian)，各項(xiang)(xiang)性(xing)能(neng)(neng)指標又常常此消(xiao)彼(bi)長。選擇合(he)適的熱(re)處理工藝參(can)數、獲得與(yu)工件的使(shi)用狀況(kuang)和失效(xiao)方式相(xiang)適應的最(zui)佳綜合(he)性(xing)能(neng)(neng)，才有(you)可能(neng)(neng)制(zhi)造出高質(zhi)量的產品，這就(jiu)是(shi)(shi)熱(re)處理與(yu)表面(mian)改性(xing)技術的特(te)點(dian)、難點(dian)和魅力之所在。

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