銅及銅合金通常采用的強化途徑有：變形強化、細晶強化、固溶強化、時效析出（沉淀）強化、彌散強化、復(fù)合材料強化、添加微量元素。

1. 形變強化

形變強化是通過塑性變形使銅合金的強度和硬度得以提高，它是***常用的銅合金強化手段之一。由于冷加工產(chǎn)生的晶體缺陷對材料的導電性影響不大，這種強化方式在提高強度的同時仍使合金具有很高的導電性。形變強化的特點是在材料強度上升的同時，其塑性迅速下降，電導率也會因位錯密度的增加而略有下降。另外，當使用溫度上升時，材料會發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶過程而軟化，而且單一的形變強化使合金的強度提高的幅度有限，所以常和其他強化方式同時使用。

2.細晶強化

細晶強化是在澆鑄時采用快速凝固措施或采用熱處理手段來獲得細小的晶粒，也可以加入某種微量合金元素來細化晶粒。晶粒尺寸減小，合金強度提高，并且對合金的電導率影響不大。所以細晶強化也成為銅合金主要強化手段之一。細晶強化的突出優(yōu)點是在提高材料強度的同時可以提高材料的塑性。這是由于晶粒細化后，材料變形時晶界處位錯塞積所造成的應(yīng)力集中可以得到有效緩解推遲了裂紋的萌生，材料斷裂前可以實現(xiàn)較大的變形量。細化晶粒也正是由于這一優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。

3.固溶強化

通過融入某些溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強化。固溶強化的產(chǎn)生是由于溶質(zhì)原子溶入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進而使位錯移動時所受到的阻力增大的緣故。實踐證明，適當掌握固溶體中的溶質(zhì)含量，可以在顯著提高材料的強度、硬度的同時，使其仍然保持相當好的塑性和韌性。例如：向銅中加入19%鎳，可使合金的бb由220MPa升高至380~400MPa，硬度由HB44升高至HB70，而塑性仍然保持ψ=50%。若將銅通過其他途徑（例如冷變形時的加工硬化）獲得同樣的強化效果，其塑性將接近完全喪失。固溶強化是利用固溶體中的溶質(zhì)原子與運動位錯相互作用而引起流變應(yīng)力增加的一種強化方法。在基本中添加適量合金元素形成固溶體，合金的強度一般將得到提高。根據(jù)Mott-Nabbaro理論，對于稀薄固溶體，屈服強度隨溶質(zhì)元素濃度的變化可表示為：б=бo+kCm式中，б為合金屈服強度；бo為純金屬屈服強度;C為溶質(zhì)原子質(zhì)量濃度;k、m為決定于基體和合金元素的性質(zhì)的常數(shù)，其中m的數(shù)值介于0.5~1之間。

4.時效析出（沉淀）強化

時效析出強化的基本原理是，在銅中加入常溫下固溶度極小，而高溫下固溶度較大的合金元素，通過高溫固溶處理，使合金元素在基本中形成過飽和固溶體，此時強度與純銅相比有所提高。而后通過時效，使過飽和固溶體分解，合金元素以一定形式析出，彌散分布在基本中形成沉淀相。沉淀相能有效地阻止晶界和位錯的移動，從而大大提高合金強度。產(chǎn)生析出強化的合金元素應(yīng)具備以下兩個條件：一是高溫和低溫下在銅中的固溶度相差較大，以便時效時能夠產(chǎn)生足夠多的強化相;二是室溫時在銅中的固溶度極小，以保證基體的高導電性。析出強化是高強度、高導電性銅合金中應(yīng)用***廣泛的強化方法。在銅合金中，為產(chǎn)生時效析出強化效果，而加入的元素有Ti、Co、P、Ni、Si、Mg、Cr、Zr、Be、Fe等。時效析出強化的***大優(yōu)點是在大幅度提高材料強度的同時，對電導率損害***小。

5. 彌散強化

彌散強化是將一定形狀和大小的彌散強化相的粉末，于銅粉充分混合后，利用粉末冶金等方法制備的材料。第二相粒子（Al2O3、ThO2、Zro2等）彌散分布于銅基體中，由于彌散強化作用使銅合金的強度得以提高。這種方法在提高強度的同時，對銅的導電性和導熱性影響很小。為了在銅基體中獲得彌散分布的第二相粒子，可以認為地在銅基體中加入第二相粒子或通過一定的工藝在銅基體中原位生成彌散分布的第二相粒子。其具體的方法有：機械混合法、共沉淀法、內(nèi)氧化法、反向凝膠析出法、電解沉淀法等。彌散強化的機理主要有奧羅萬機理和安塞爾-勒尼爾機理。

（1）奧羅萬（Orowan）機理。塑性變形時，位錯線不能直接切過第二相粒子，但在外力的作用下，位錯線可以環(huán)繞第二相粒子發(fā)生彎曲，***后第二相粒子周圍留下一個位錯環(huán)而讓位錯通過。位錯的彎曲將會增加位錯影響區(qū)的晶格畸變能，這就增加了位錯線運動的阻力，使滑移抗力增大。

（2）(2)安塞爾-勒尼爾機理。安塞爾（G.S.Ansell）等人對彌散強化合金的屈服提出了另外一個位錯模型。他們把由于位錯塞積引起的彌散第二相粒子斷裂作為屈服的判據(jù)。當粒子上的切應(yīng)力等于彌散粒子的斷裂應(yīng)力時，彌散強化合金便屈服。

6.纖維原位復(fù)合強化
這種方法主要是指往銅中加入過量的合金元素（Cr、Fe、V、Nb等），得到兩相復(fù)合體，過量元素以單相形式，呈枝晶狀結(jié)構(gòu)存在于凝固態(tài)合金中。此后對合金進行大變形量拉伸，使合金元素的枝晶狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維結(jié)構(gòu)，纖維的存在使位錯運動的阻力增大，從而使材料得到強化。

7.添加微量元素
在基本中加入某些微量元素使之合金化不但可以使合金得到強化，而且對發(fā)展耐磨蝕材料也是一種有效手段。這些微量元素有的通過形成彌散相，有的通過凈化基體組織而對合金起強化作用，但均不明顯降低其耐蝕性，從而起到了提高合金綜合性能的目的。

來源：網(wǎng)絡(luò)