Endurecimento por refino de grão: Um material que possui grãos pequenos é mais duro e mais resistente do que um material que possui grãos maiores, uma vez que tem uma maior área total de contornos de grão para dificultar o movimento das discordâncias. Este é o único mecanismo de endurecimento que também aumenta a tenacidade do material.

Grãos adjacentes geralmente possuem diferentes orientações  e um contorno de grão em comum e, durante a deformação plástica, o escorregamento ou o deslocamento de discordâncias deve ocorrer neste contorno, de um grão A para outro B. O contorno de grão funciona como uma barreira a estes deslocamentos, por duas razões:

Assim, um material com grãos mais finos possui maior dureza e resistência mecânica do que um material com grãos grosseiros, pois os primeiros possuem maior número de contornos de grão.

Fonte

O encruamento (ou endurecimento por deformação a frio) é o mecanismo de aumento da resistência mecânica dos metais que pode proporcionar, simultaneamente, um aumento tanto da resistência mecânica quanto da tenacidade (capacidade de absorver energia antes da fratura).

• O encruamento ocorre quando um metal é submetido a deformação plástica a frio (abaixo da sua temperatura de recristalização).
• Esse processo gera um aumento da densidade de discordâncias, tornando o material mais resistente à deformação adicional.
• Diferente de outros mecanismos, como o encruamento excessivo que pode tornar o material frágil, um nível moderado de encruamento pode aumentar tanto a resistência quanto a tenacidade.

1. Refinamento de grãos – Também pode aumentar resistência e tenacidade, mas o encruamento é mais efetivo.
2. Solução sólida e precipitação – Aumentam a resistência, mas podem comprometer a tenacidade.
3. Endurecimento por precipitação – Pode tornar o material mais frágil.

Portanto, o encruamento é o único mecanismo que, de forma controlada, permite melhorar ambos os atributos ao mesmo tempo.

Mecanismos de endurecimento geralmente aumentam a resistência às custas da ductilidade/tenacidade. O refino de grão é a exceção.

O refino de grão aumenta a resistência, pois grãos mais finos, apresentam mais contornos de grão, que funcionam como barreiras ao movimento das discordâncias.

Uma trinca propagando-se pelo material encontra os contornos dos grãos, onde há mudança na orientação cristalográfica. Assim, um material de grãos finos oferece mais obstáculos à propagação da trinca e consequentemente, maior tenacidade.