固溶強化（solid-solution strengthening）

把一點鹽溶進水裡，它仍是液體，只是變了。把外來原子溶進固態金屬，你就得到固溶體，主晶格裡散布著陌生原子。固溶強化說的就是這些陌生客會讓金屬變硬，因為一個對它的位置來說太大或太小的原子，會把周圍的晶格擠得變形，而差排很難在這種凹凸不平、帶著應變的地形上滑行。

置換型溶質取代一個主原子的位置；若它較大就擠壓鄰居，若較小就讓鄰居有空間向內鬆弛，不論哪種，都埋下一小團應變。間隙型溶質（像鐵中的碳這樣的小原子）楔進主原子之間的空隙，把晶格撐得更厲害。差排靠近這些應變場時能量會降低，於是被釘在那裡，需要額外的應力才能掙脫。溶質愈多、與主原子尺寸落差愈大，強化就愈強；大致上，增加的強度隨濃度的平方根成長。

這就是為什麼合金幾乎總是比它所本於的純金屬更強。純銅很軟；加鋅做成黃銅、或加錫做成青銅，它就明顯變硬，同時仍可加工。正是間隙的碳，才讓鐵得以被硬化成鋼。代價是老樣子，溶質愈多通常延性略減，但固溶強化與其他機制相比較溫和，能保持金屬的成形性，這就是它成為多數工程合金骨幹的原因。