纖維強化金屬（英文fiberstrengthening）是用高強度的纖維同適當的基體材料相結合，來強化基體材料的方法製成的材料。
基本介紹
- 中文名：纖維強化金屬
- 外文名：fiberstrengthening
- 強化途徑：結晶強化
- 案例：結晶強化+沉澱強化用於鑄件強化
- 簡介：高強度纖維同適當基體材料相結合
製備,案例,
製備
金屬材料的強化途徑，主要有以下幾個方面；
(1)結晶強化。結晶強化就是通過控制結晶條件，在凝固結晶以後獲得良好的巨觀組織和顯微組織，從而提高金屬材料的性能。它包括：
1）細化晶粒。細化晶粒可以使金屬組織中包含較多的晶界，由於晶界具有阻礙滑移變形作用，因而可使金屬材料得到強化。同時也改善了韌性，這是其它強化機制不可能做到的。
2）提純強化。在澆注過程中，把液態金屬充分地提純，儘量減少夾雜物，能顯著提高固態金屬的性能。夾雜物對金屬材料的性能有很大的影響。在損壞的構件中，常可發現有大量的夾雜物。採用真空冶煉等方法，可以獲得高純度的金屬材料。
(2)形變強化。金屬材料經冷加工塑性變形可以提高其強度。這是由於材料在塑性變形後
位錯運動的阻力增加所致。
(3)固溶強化．通過合金化(加入合金元素)組成固溶體，使金屬材料得到強化稱為固溶強化。
(4)相變強化。合金化的金屬材料，通過熱處理等手段發生固態相變，獲得需要的組織結構，使金屬材料得到強化，稱為相變強化．
相變強化可以分為兩類：
1)沉澱強化(或稱彌散強化)。在金屬材料中能形成穩定化合物的合金元素，在一定條件下，使之生成的第二相化合物從固溶體中沉澱析出，彌散地分布在組織中，從而有效地提高材料的強度，通常析出的合金化合物是碳化物相。
在低合金鋼(低合金結構鋼和低合金熱強鋼)中，沉澱相主要是各種碳化物，大致可分為三類。一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如M02、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。對低合金熱強鋼高溫強化最有效的是體心立方晶系的碳化物。
2)馬氏體強化。金屬材料經過淬火和隨後回火的熱處理工藝後，可獲得馬氏體組織，使材料強化。但是，馬氏體強化只能適用於在不太高的溫度下工作的元件，工作於高溫條件下的元件不能採用這種強化方法。
(5)晶界強化。晶界部位的自由能較高，而且存在著大量的缺陷和空穴，在低溫時，晶界阻
礙了位錯的運動，因而晶界強度高於晶粒本身；但在高溫時，沿晶界的擴散速度比晶內擴散速度大得多，晶界強度顯著降低。因此強化晶界對提高鋼的熱強性是很有效的。
(1)結晶強化。結晶強化就是通過控制結晶條件，在凝固結晶以後獲得良好的巨觀組織和顯微組織，從而提高金屬材料的性能。它包括：
1）細化晶粒。細化晶粒可以使金屬組織中包含較多的晶界，由於晶界具有阻礙滑移變形作用，因而可使金屬材料得到強化。同時也改善了韌性，這是其它強化機制不可能做到的。
2）提純強化。在澆注過程中，把液態金屬充分地提純，儘量減少夾雜物，能顯著提高固態金屬的性能。夾雜物對金屬材料的性能有很大的影響。在損壞的構件中，常可發現有大量的夾雜物。採用真空冶煉等方法，可以獲得高純度的金屬材料。
(2)形變強化。金屬材料經冷加工塑性變形可以提高其強度。這是由於材料在塑性變形後
位錯運動的阻力增加所致。
(3)固溶強化．通過合金化(加入合金元素)組成固溶體，使金屬材料得到強化稱為固溶強化。
(4)相變強化。合金化的金屬材料，通過熱處理等手段發生固態相變，獲得需要的組織結構，使金屬材料得到強化，稱為相變強化．
相變強化可以分為兩類：
1)沉澱強化(或稱彌散強化)。在金屬材料中能形成穩定化合物的合金元素，在一定條件下，使之生成的第二相化合物從固溶體中沉澱析出，彌散地分布在組織中，從而有效地提高材料的強度，通常析出的合金化合物是碳化物相。
在低合金鋼(低合金結構鋼和低合金熱強鋼)中，沉澱相主要是各種碳化物，大致可分為三類。一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如M02、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。對低合金熱強鋼高溫強化最有效的是體心立方晶系的碳化物。
2)馬氏體強化。金屬材料經過淬火和隨後回火的熱處理工藝後，可獲得馬氏體組織，使材料強化。但是，馬氏體強化只能適用於在不太高的溫度下工作的元件，工作於高溫條件下的元件不能採用這種強化方法。
(5)晶界強化。晶界部位的自由能較高，而且存在著大量的缺陷和空穴，在低溫時，晶界阻
礙了位錯的運動，因而晶界強度高於晶粒本身；但在高溫時，沿晶界的擴散速度比晶內擴散速度大得多，晶界強度顯著降低。因此強化晶界對提高鋼的熱強性是很有效的。
案例
硼對晶界的強化作用，是由於硼偏集於晶界上，使晶界區域的晶格缺位和空穴減少，晶界自由能降低；硼還減緩了合金元素沿晶界的擴散過程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界狀態，加入微量硼、鋯或硼+鋯能延遲晶界上的裂紋形成過程；此外，它們還有利於碳化物相的穩定。
(6)綜合強化。在實際生產上，強化金屬材料大都是同時採用幾種強化方法的綜合強化，
以充分發揮強化能力。例如：
1）固溶強化十形變強化，常用於固溶體系合金的強化。
2）結晶強化+沉澱強化，用於鑄件強化。
3）馬氏體強化+表面形變強化。對一些承受疲勞載荷的構件，常在調質處理後再進行噴
丸或滾壓處理。
4）固溶強化+沉澱強化。對於高溫承壓元件常採用這種方法，以提高材料的高溫性能。
有時還採用硼的強化晶界作用，進一步提高材料的高溫強度。
(6)綜合強化。在實際生產上，強化金屬材料大都是同時採用幾種強化方法的綜合強化，
以充分發揮強化能力。例如：
1）固溶強化十形變強化，常用於固溶體系合金的強化。
2）結晶強化+沉澱強化，用於鑄件強化。
3）馬氏體強化+表面形變強化。對一些承受疲勞載荷的構件，常在調質處理後再進行噴
丸或滾壓處理。
4）固溶強化+沉澱強化。對於高溫承壓元件常採用這種方法，以提高材料的高溫性能。
有時還採用硼的強化晶界作用，進一步提高材料的高溫強度。
