多晶体的强度取决于晶粒强度、晶界强度以及第二相的强度。
1.晶粒强度
晶粒或基体的强度取决于原子间结合力的大小，而提高原子间结合力、使基体强化的方法之一是合金化。
1）加入量越接近饱和度，晶体点阵的畸变程度越大，其强度越高，这和淬火得到过饱和固溶体提高强度是同一道理。但不能太靠近饱和线，否则合金在高温下长期工作易析出第二相，如出现针状σ相使强度降低，且加入量过多时固相线将随之下降，使合金熔点降低，相对增大了原子的扩散速度，降低了再结晶温度，使性能下降。
2）溶质原子和溶剂原子半径相差越大，晶体点阵的畸变程度也越大，强度升高。
3）加入耐熔、扩散困难的溶质原子，使高温下原子结合力能保持稳定。
4）加入多元合金，实践证明加入多元少量的合金元素比加入同量的同一合金元素能更显著地提高耐热性。这点可从位错的观点来考虑。在位错周围存在着应力场，改变了这个体积内的溶解度，吸引溶质原子，在其周围形成所谓的考屈尔（Cotreall）气团，这种气团对位错运动起着阻碍作用，使热强度提高，但阻碍位错运动的程度取决于溶质原子的扩散速度。若溶质原子的扩散速度远大于位错的移动速度，则考屈尔气团不起作用；若位错的移动速度远大于气团的移动速度时，则位错可以挣脱气团的包围而移动，使气团无法起阻碍作用。只有当位错的移动速度稍大于溶质原子的扩散速度时，使位错拖着气团前进，气团才能妨碍位错的移动而提高高温强度。
所以，多元合金有多种溶质原子同时存在，它们具有不同的扩散速度。因此，在蠕变的各个阶段，固溶体中至少有一种溶质原子能够阻碍位错移动，使合金始终得到强化。
2.晶界强度
提高晶界强度的方法主要有以下几种：
1）用纯净的炉料与变质剂，减少有害杂质，或形成高熔点化合物去除有害杂质的影响（因为有害杂质如硫、磷、砷等熔点低，且分布在晶界，使晶界强度降低）。目前铸造高温合金用真空冶炼，就是为了减少有害杂质。
2）加入使晶界原子扩散速度降低的合金元素。
3）用热处理办法使晶粒粗化。
在较低温度时，晶粒强度比晶界强度低，晶界将干扰位错的移动，蠕变只能在晶粒内部以滑移方式进行，断裂的形式是穿晶断裂；但在高温时，晶界变得比晶粒弱，晶界呈黏滞性，断裂的方式是沿晶断裂。这时粗晶粒比细晶粒有着高的蠕变抗力。
细晶粒材料在高温时的蠕变抗力比粗晶粒低，因为细晶材料中有许多大角度的以及结构很不规则的晶界，这些晶界的能量高，在高温和应力下空穴在其中的扩散速度快，故蠕变速度大。当经高温热处理使晶粒粗化后，这些高能量的晶界大都在晶粒长大过程中消失，剩下来的是低能量的晶界，空穴在其中扩散较慢。因而在高温下粗晶材料的蠕变极限和持久强度较高。另外粗晶粒结晶中心小，强化相聚集和再结晶倾向小。但晶粒不宜过分粗大，一般不超过1～2级，否则会损害其他性能，如晶间腐蚀、热脆倾向增大、高温疲劳性能降低等。
3.第二相的影响
第二相对蠕变、持久强度有强烈影响。因此，对第二相一般有下列要求：
1）高度弥散而且均匀分布在晶粒内部，以及与基体共格的，点阵常数与基体相差很大的第二相，其强化效果最大，因为第二相会阻碍位错的移动。
当位错通过第二相或逼近第二相时开始弯曲，迂回过去，并在第二相周围留下一部分位错。位错通过越多，第二相影响的范围则越大。最后位错将被锁着而不能通过。考屈尔认为第二相的大小有一个最佳值，此时阻碍位错移动的能力最大。
当厚度为两个原子间距、直径为Δ的第二相，其阻力σ的计算公式为(www.xing528.com)
式中 r——第二相单位表面上表面能的升高；
α——取决于第二相形状的常数；
a——原子间距；
Δ——第二相的直径。
可见，Δ有一最佳尺寸，此时其阻力最大。
第二相间的距离越小，位错移动所需要的应力就越大。但当第二相有着独特的、与基体不同的晶体结构时才能成立，否则位错容易通过合金时效初期的、与基体有相同结晶结构的第二相。所以第二相的距离也有一个临界值，在临界值下强化效果最好。
2）扩散能力小，聚集能力差，成分稳定，结构复杂，在高温下长期工作而不起变化的第二相效果最好。如镍基合金中，Ni（TiAl）化合物稳定、聚集困难而且结构复杂，故能显著提高镍基合金的高温强度。
3）与固溶体没有互相转化反应，以及与固溶体间有结晶上的亲戚关系的第二相有着高的强化性。若第二相与固溶体基体无结晶上的结合关系，就像铸铁中的石墨相夹杂一样，破坏了基体的连续性，造成应力集中，不但不能提高强度，反而会降低强度。
4）第二相不应该只是一种而是两种以上，如果其中之一由于不稳定进行了聚集，结束了初阶段的强化，还可依靠成分变复杂或更稳定的其他第二相进行强化。
式中 r——第二相单位表面上表面能的升高；
α——取决于第二相形状的常数；
a——原子间距；
Δ——第二相的直径。
可见，Δ有一最佳尺寸，此时其阻力最大。
第二相间的距离越小，位错移动所需要的应力就越大。但当第二相有着独特的、与基体不同的晶体结构时才能成立，否则位错容易通过合金时效初期的、与基体有相同结晶结构的第二相。所以第二相的距离也有一个临界值，在临界值下强化效果最好。
2）扩散能力小，聚集能力差，成分稳定，结构复杂，在高温下长期工作而不起变化的第二相效果最好。如镍基合金中，Ni（TiAl）化合物稳定、聚集困难而且结构复杂，故能显著提高镍基合金的高温强度。
3）与固溶体没有互相转化反应，以及与固溶体间有结晶上的亲戚关系的第二相有着高的强化性。若第二相与固溶体基体无结晶上的结合关系，就像铸铁中的石墨相夹杂一样，破坏了基体的连续性，造成应力集中，不但不能提高强度，反而会降低强度。
4）第二相不应该只是一种而是两种以上，如果其中之一由于不稳定进行了聚集，结束了初阶段的强化，还可依靠成分变复杂或更稳定的其他第二相进行强化。
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