金屬材料性(xing)(xing)能(neng)優良，價格相(xiang)對便宜，已經被(bei)廣泛地(di)應用(yong)于各個(ge)領域(yu)，金屬材料所(suo)固有的(de)(de)(de)(de)各方面(mian)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)潛力(li)也更(geng)多(duo)地(di)被(bei)人(ren)們挖掘出來(lai)，發揮作用(yong)。在(zai)(zai)人(ren)類使用(yong)合(he)金材料的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)史上，人(ren)們長期追(zhui)求的(de)(de)(de)(de)中心目標就(jiu)是(shi)如(ru)(ru)何(he)達到合(he)金的(de)(de)(de)(de)高強(qiang)度(du)(du)，隨之(zhi)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)各種強(qiang)化技術。實踐證(zheng)明(ming)，當合(he)金的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)提(ti)高時(shi)往往伴隨其韌(ren)性(xing)(xing)和塑(su)性(xing)(xing)下(xia)降，也就(jiu)是(shi)脆性(xing)(xing)在(zai)(zai)加大(da)。如(ru)(ru)何(he)在(zai)(zai)提(ti)高強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)韌(ren)性(xing)(xing)和塑(su)性(xing)(xing)不降低(di)即強(qiang)韌(ren)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)配合(he)，就(jiu)是(shi)現在(zai)(zai)討論的(de)(de)(de)(de)強(qiang)韌(ren)化問題。隨著(zhu)科學技術的(de)(de)(de)(de)飛速(su)發展(zhan)和社(she)會需求的(de)(de)(de)(de)多(duo)樣(yang)化，提(ti)高常用(yong)材料強(qiang)韌(ren)性(xing)(xing)指標是(shi)挖掘材料性(xing)(xing)能(neng)潛力(li)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵。

我(wo)們(men)經(jing)常用(yong)到(dao)的(de)(de)性能(neng)大多數是發(fa)球結構敏(min)感的(de)(de)性能(neng)，它們(men)與材(cai)(cai)料的(de)(de)組織(zhi)結構、晶粒大小、加工工藝等密切相(xiang)關。強(qiang)韌(ren)化問題的(de)(de)主要著(zhu)眼(yan)點在于解決(jue)強(qiang)化與韌(ren)性這對矛盾，并(bing)在一(yi)定(ding)條件下統(tong)一(yi)起來。簡(jian)單(dan)地說，強(qiang)度是在給(gei)定(ding)條件（溫度、壓力(li)(li)、應力(li)(li)狀態、形(xing)變(bian)速度和周(zhou)圍介質等條件）下材(cai)(cai)料達到(dao)給(gei)定(ding)變(bian)形(xing)量時(shi)所需要的(de)(de)應力(li)(li)，或(huo)材(cai)(cai)料發(fa)生破壞(huai)的(de)(de)應力(li)(li)。強(qiang)度的(de)(de)來源泉是原子間鍵合力(li)(li)，取(qu)決(jue)于元素本質的(de)(de)基本性質。

人們(men)從長期的(de)(de)(de)制造和(he)(he)使(shi)用過程(cheng)中不(bu)斷(duan)地積累經驗并進行研究和(he)(he)開發，已經清楚地知道，金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)結構(gou)(gou)、組織(zhi)(zhi)、成(cheng)分以(yi)及對(dui)(dui)這些因素起(qi)決定性(xing)作用的(de)(de)(de)工藝這四個相互關(guan)聯的(de)(de)(de)因素是(shi)(shi)決定金(jin)屬(shu)材料性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)因素。但(dan)根(gen)本因素是(shi)(shi)材料的(de)(de)(de)內部的(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)、結構(gou)(gou)，有(you)(you)什么樣的(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)結構(gou)(gou)就有(you)(you)什么樣的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，而(er)工藝往往是(shi)(shi)針對(dui)(dui)固定成(cheng)份的(de)(de)(de)鋼種達到想(xiang)要(yao)的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)，即(ji)得到需要(yao)的(de)(de)(de)組織(zhi)(zhi)結構(gou)(gou)。

這(zhe)里(li)指的(de)結(jie)構(gou)是(shi)(shi)廣(guang)義的(de)，是(shi)(shi)指構(gou)成材料的(de)原子(zi)(zi)（分子(zi)(zi)、離子(zi)(zi)或者原子(zi)(zi)團）在固體材料內部三(san)維(wei)(wei)空間(jian)的(de)排列方(fang)式(shi)和(he)組態，例(li)如(ru)，體心立方(fang)、堆垛層錯、位錯、晶(jing)界等這(zhe)樣一些概(gai)念(nian)。結(jie)構(gou)主要取(qu)決(jue)于原子(zi)(zi)間(jian)結(jie)合特(te)性和(he)原子(zi)(zi)的(de)本質，所以說結(jie)構(gou)是(shi)(shi)描(miao)述(shu)原了級別的(de)三(san)維(wei)(wei)特(te)征的(de)信(xin)息(xi)。

組(zu)織這個概念，在(zai)材料(liao)科學領域中(zhong)有特別重要的(de)(de)(de)意(yi)義，因為無數(shu)事實證明，成分(fen)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)材料(liao)在(zai)相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)工作環境下，由于(yu)組(zu)織不(bu)同(tong)(tong)而表(biao)現(xian)出截然不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)性能(neng)或(huo)壽(shou)命。組(zu)織可(ke)以(yi)是(shi)(shi)肉眼觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)，也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)(shi)放大鏡(jing)(jing)、光學顯微鏡(jing)(jing)、掃(sao)描電子顯微鏡(jing)(jing)或(huo)掃(sao)描力(li)顯微鏡(jing)(jing)觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)金屬截面、斷面上的(de)(de)(de)具(ju)有足夠景深、富有立體(ti)(ti)感的(de)(de)(de)圖像或(huo)薄膜試樣上觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)一(yi)定厚(hou)度試樣的(de)(de)(de)立體(ti)(ti)形(xing)態的(de)(de)(de)平面重疊形(xing)貌(mao)。組(zu)織這一(yi)概念可(ke)以(yi)簡(jian)要地(di)理解為人們研(yan)究金屬材料(liao)時所觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)形(xing)貌(mao)或(huo)形(xing)態。

與上述兩(liang)個因素相(xiang)比較，一定成分的(de)材料，可以(yi)適當的(de)工(gong)藝改變這些因素，或者(zhe)這些因素中的(de)一部分以(yi)達(da)到改變金屬(shu)材料力學性能的(de)目的(de)。

前(qian)面(mian)講到(dao)了金屬材料的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)強化(hua)方(fang)法，表(biao)面(mian)強化(hua)與整體強化(hua)一樣，如何保證強韌性(xing)化(hua)是(shi)發揮強化(hua)效果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提條(tiao)件，即找出與強化(hua)效果(guo)相匹配、適(shi)合(he)(he)(he)使用(yong)條(tiao)件的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝。當然最優化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理工(gong)藝不可(ke)能(neng)(neng)(neng)是(shi)千篇一律的(de)(de)(de)(de)(de)，同種材料的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)項性(xing)能(neng)(neng)(neng)都會因熱(re)處理方(fang)法及(ji)其工(gong)藝參(can)數的(de)(de)(de)(de)(de)不同而改(gai)變，各(ge)項性(xing)能(neng)(neng)(neng)指標(biao)又常常此(ci)消彼(bi)長(chang)。選擇(ze)合(he)(he)(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理工(gong)藝參(can)數、獲得與工(gong)件的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)狀況和(he)失效方(fang)式相適(shi)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)綜合(he)(he)(he)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，才(cai)有可(ke)能(neng)(neng)(neng)制造出高(gao)質量的(de)(de)(de)(de)(de)產品，這(zhe)就是(shi)熱(re)處理與表(biao)面(mian)改(gai)性(xing)技術的(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)、難點(dian)和(he)魅(mei)力之(zhi)所在。