1.解释晶体的实际强度远低于理论强度

实际晶体（尤其是金属晶体）的塑性变形是通过位错运动来实现的。与滑移面上所有原子一起运动所需的应力相比，推动位错运动所需应力要小得多，故晶体的实际强度较低。

2.用于金属材料的加工硬化

加工硬化是指晶体在屈服后，需要增加应力，晶体才能继续变形的现象。如图4.33（b）所示，晶体经过屈服以后，从c点开始，要使晶体继续变形，应力σ需增加。也就是说，c点以后，晶体又恢复了抵抗变形的能力。c～d点为强化阶段。在强化阶段内任意一点处，慢慢卸去外力，σ-ε曲线将沿着与Ob近乎平行的直线O1f回到O1点。再次加载后，σ-ε曲线沿O1fde变化，直到晶体断裂。由此可见，重新加载后，晶体的屈服强度得到了提高。

以上图4.33（b）表示的现象，可以从位错理论得到解释。晶体在塑性变形过程中，由于位错增殖的原因，位错密度不断增加、位错间的交互作用不断增强。而且，位错在运动中遇到障碍物时又会产生塞积现象。因此，位错的运动越来越困难，塑性变形不容易而使屈服强度增加、产生加工硬化现象。此外，位错的交割（形成不易或不能滑移的割阶、复杂的位错缠结）、位错反应而形成不能滑移的固定位错，以及易开动位错的减少等原因也能引起加工硬化。

加工硬化是金属材料的一种强化手段。通过冷加工（如拉拔、挤压和轧制等），金属材料产生塑性变形。这些变形使金属的强度性质（如屈服极限、硬度、弹性模量等）得到提高。但加工硬化也会带来一些不利之处：它使金属的强度性质在提高的同时，也使塑性性质（延伸率、断面收缩率等）下降；从而导致材料开始变脆，这会增加材料发生脆性断裂的危险。但我们可通过退火来软化金属，以降低加工硬化带来的危险性。

3.用于理解退火软化金属的原因

为什么退火可软化金属？退火是指将器件加热一定温度，并保温一定时间，随后在炉内或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡组织的工艺。有这样的温度条件，位错在内应力作用下会发生攀移或滑移而重新排列，以及异号位错相消使位错密度下降。溶质原子也可能会因温度较高而离开刃位错，这使Cottrell气团的作用减弱，所以退火后，位错密度的下降和内应力的减小导致金属强度下降而软化。故经过冷冲压、冷拉拔的器件经退火后，塑性、韧性会得到提高。(www.daowen.com)

4.用于解释bcc金属的应变时效

间隙溶质原子与刃位错结合形成Cottrell气团是应变时效的一个原因。

5.合金强化机制之固溶强化

固溶强化是指当合金由单相固溶体构成时，随溶质原子质量分数的增加，合金抵抗塑性变形的能力大大提高。这表现为合金的强度和硬度上升，塑性和韧性值下降。这是由于合金原子与基体原子的尺寸不同而产生一定的应力场。这种应力场与位错应力场产生弹性交互作用而阻碍了位错的运动，合金得到强化。

如果合金呈偏聚状态，则造成的固溶强化比较显著。在实际应用中，为了提高fcc金属和合金的强度，尤其是高温强度，人们常常加入能降低｛111｝面层错能的合金元素，以增加扩展位错的平衡宽度。这些合金元素与基体金属形成置换式固溶体，而且它们还择优分布或偏聚在｛111｝面上，形成铃木气团（Suzuki atomosphere）。例如，18Cr-8Ni不锈钢中的Ni在｛111｝面形成铃木气团，阻碍位错的攀移和滑移，从而提高了不锈钢的强度。

6.合金强化机制之沉淀强化和弥散强化

沉淀相（precipitation phase）是指合金在相变过程中，合金元素与基体元素形成的化合物。沉淀相与基体原子间有化学交互作用。而机械地混掺于基体材料中的硬质颗粒称为弥散相（dispersed phase）。弥散相与基体原子间没有化学作用。这两相周围都有很强的应力场，对合金内部的位错运动有阻碍作用，合金强度因此得到提高。

本节中，我们主要介绍了线缺陷中位错的两种基本类型——刃位错和螺位错。对于线缺陷，还有一种典型的类型是向错。请读者查阅相关文献来阅读。