強度-延性取捨（strength-ductility tradeoff）

金屬裡有個反覆出現的交易：幾乎每一種讓金屬變強的方法，也都讓它變得較不具延性，在斷裂前能伸展、能彎折的餘地變小。你很少能兩者都拿滿。把強度推高，延性往往就滑落，韌性（材料在破裂前吸收的能量）也是如此。這是工程師在決定一個零件要強化到多硬時，必須拿捏的核心張力。

原因就烙印在整個領域的物理裡。延性來自差排的自由滑行，讓金屬流動、鈍化裂縫而不折斷。但強化意味著阻擋差排移動，用晶界、溶質、糾纏或顆粒。那些提高降伏強度的障礙，也正是讓金屬在達到極限前變形不了多少的原因，所以強的金屬往往所剩的伸展餘地不多。一根軟的退火銅線可以對折而不斷；同樣的銅重度冷加工後強得多，卻稍微一彎就折。

這個取捨是強烈的傾向，而非鐵律，而戰勝它正是材料工程的一大目標。晶粒細化是那個珍貴的例外，能同時提高強度與韌性。巧妙的顯微組織（雙相鋼、在變形時發生相變態或雙晶的 TRIP 與 TWIP 鋼、以少許硬度換取大幅韌性的回火麻田散鐵）全都是想擺脫這樁慣常交易的嘗試。也要認清：強度、延性、韌性與剛度是四種不同的性質：金屬可以既強又脆，或既軟又韌，而楊氏模數幾乎不動，其餘三者卻大幅擺動。