影响金属材料强度的因素很多，最重要的是材料本身的成分、组织结构和表面状态；其次是受力状态，如加力快慢、加载方式等，都会表现出不同的强度；此外，试样几何形状和尺寸及试验介质也有较大的影响，如超高强度钢在氢气氛中的拉伸强度可能成倍地下降。金属材料的强化机制主要包含两方面：一方面是增大原子间结合力从而提高其理论强度，制备得到无缺陷的完整晶体（如晶须）；另一方面是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性（如偏聚）等，这些缺陷阻碍位错运动，从而提高金属材料的强度，这也是金属材料强化的最有效途径。金属材料的强化机制主要有固溶强化、形变强化、细晶强化、弥散强化、相变强化等，这些强化机制往往是共存的。

①时效强化。经固溶处理或形变加工的金属材料在室温或较高温度保持而使强度和硬度明显提高的现象。合金元素固溶后，在常温或加热的条件下，使在高温固溶的合金元素以某种形式析出（如金属间化合物），形成弥散分布的硬质质点，对位错切过造成阻力，使强度增加，韧性降低。

②固溶强化。合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。合金元素在基体金属晶格中存在使晶格产生畸变，位错运动阻力加大，通常使强度增加，韧性降低。

③细晶强化。通过细化晶粒组织使金属材料强度提高的现象。细晶强化的关键在于晶界对位错滑移的阻滞效应。

④形变强化。又称为加工硬化，当外应力超过屈服强度后，材料继续塑性变形所需外应力随塑性变形量的增大而增加的现象。金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度，随着塑性变形量的增加，金属流变强度增加。

⑤弥散强化。因材料基体中分布有细小弥散的第二相颗粒（质点）而产生强化的现象。对合金的强化作用分直接强化和间接强化两种。

⑥相变强化。由相变导致的材料强度升高的现象。金属材料可以通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化。相变强化可以分为沉淀强化（或称弥散强化）和马氏体强化两类。

⑦综合强化。在实际生产中，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。例如固溶强化和形变强化常用于固溶体系合金的强化；结晶强化和沉淀强化用于铸件强化；马氏体强化和表面形变强化；对一些承受疲劳载荷的构件，常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理；高温承压元件常采用固溶强化和沉淀强化，以提高材料的高温性能。