固溶强化（材料科学学科中的现象）
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更新时间：2023-05-20
原理
Solid solution strengthening
融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。
影响因素
（1）溶质原子的原子分数越高，强化作用也越大，特别是当原子分数很低时，强化作用更为显着。
（2）溶质原子与基体金属的原子尺寸相差越大，强化作用也越大。
程度
效果
1. 屈服强度、拉伸强度和硬度都要强于纯金属
2. 绝大部分情况下，延展性低于纯金属
3. 导电性比纯金属低很多
4. 抗蠕变，或者在高温下的强度损失，通过固溶强化可以得到改善
应用实例
1．微量Ag对铜合金性能的影响
Cu-Ag合金是典型的固溶强化型合金，在共晶温度(779℃)时银在铜中的溶解度可达8%。银分布在固溶体中，从而提高铜的强度和硬度，产生显著的固溶强化效应。一般说来，铜中加入合金元素，溶质原子溶入晶格后会引起晶体点阵畸变，这种畸变的晶格点阵对运动电子的散射作用也相应加剧。因此，固溶强化对铜的导电性和强度的效应是矛盾的。但银与可固溶于铜的其他元素不同，含银量少时，铜的电导率和热导率的下降不多，对塑性的影响也甚微，并显著提高铜的再结晶温度、蠕变强度和抗高温热低周疲劳。在相关文献中有介绍：在铜中加入0.2%-1%银后，导电率仍保持在100%IACS，形变强化后强度可达到400MPa以上：Cu-0.085%Ag经冷加工后，强度可达到420MPa，导电率为100%IACS，Cu-10%Ag经适当处理后，强度可达到1000MPa，导电率可达80%IACS。
2. 微量元素对Pt或Pt-Rh合金高温强度的影响
微量或少量元素对 Pt 和 Pt-Rh 合金的高温强度有明显的影响，溶质W、Mo、Ir、Ru、Os、Re 等内聚能很高，它们对Pt、Pd的强化效果很好，所有过渡族元素及Cu、Ag和Au在Pt中也有相当高的固溶度，特别是周期表中Pt附近的元素与Pt形成连续固溶体。在不甚高的温度范围内，这些元素对Pt均有不同程度的固溶强化作用。
3. V-4Cr-4Ti合金的氢致硬化
钒合金具有较强的吸氢能力，合金元素Ti能显著提高合金的吸氢量，在发生氢脆断裂的临界氢含量下，达到氢致脆性断裂之前，钒合金的氢致硬化是一种典型的固溶强化。这是因为H在合金中是非常容易扩散的，其可以与位错发生交互作用，从而提高合金的强度，并使合金的塑性降低。H引起合金的固溶强化，使合金的晶粒强度升高。而金属Ti是一种很好的吸气剂，在钒合金中，由于Ti对其中中间隙杂质原子C，N，O和H等具有很强的吸附作用，它能减低它们在合金中的扩散系数，会降低合金中H与位错的交互作用，使合金具有相对优良的抗氢脆性能。
4. Al-Zn-(Cu)合金的固溶强化效应
经过均匀化处理的Al-Zn-2Cu合金，固溶处理后形成单相固溶体。如再对其进行阶梯退火，得到的组织为在Al基固溶体上弥散分布着细小的Zn相，其是由α-Al 和β-Zn 相组成。可见Al-Zn-2Cu合金在固溶处理后的阶梯退火过程中，在发生失稳分解后，已经通过不连续沉淀形成了两相平衡组织。该合金铸态组织是由α-Al 和β-Zn 相组成的两相枝晶组织。阶梯退火所得到的平衡态组织较铸态组织更细小，但其硬度远远低于铸态组织的硬度。由此可见，在Al-Zn-2Cu合金中与固溶强化效应相比，析出强化效应相对较弱，随着溶质原子的析出，所产生的析出强化效应要小于所损失的固溶强化效应，造成合金的强度下降。Al-Zn-(Cu)合金的硬度主要取决于固溶强化效应。
5．钴基高温合金
