1、钢的强化机制主要有 固溶强化 、 位错强化 、 细晶强化 、 沉淀强化 。 其中 细晶强化 对钢性能的贡献是既提高强度又改善塑、韧性。

本题主要考查钢的合金化基本原则以及细化晶粒对钢性能的影响。

• 合金化基本原则需理解“多元适量”和“复合加入”的核心目的，即通过合理搭配合金元素，综合提升钢的性能，同时避免工艺问题。
• 细化晶粒的作用需明确其双重效果：提高强度（细晶强化）和改善塑韧性（晶界分担载荷、细化位错结构）。

合金化基本原则

1. 多元适量：
   • 合理搭配多种合金元素，避免单一元素过量导致性能失衡（如脆化）。
   • “适量”指元素含量控制在性能最佳区间，例如碳含量过高中会使钢变脆。
2. 复合加入：
   • 避免合金元素在冶炼过程中蒸发或氧化，确保成分稳定。
   • 例如，易挥发元素（如铝）需在精炼后期复合加入。

细化晶粒的贡献

1. 提高强度：
   • 晶粒细化后，单位面积晶界数量增加，阻碍位错运动，导致屈服强度升高。
   • 遵循Hall-Petch公式：$\sigma_y = \sigma_0 + K_d/\sqrt{A}$，其中$A$为晶粒面积，细化晶粒使$\sqrt{A}$减小，$\sigma_y$增大。
2. 改善塑韧性：
   • 细晶粒使应力集中分散，晶界数量增加可分担更多载荷。
   • 细化位错结构，延缓裂纹扩展，提升韧性。