(整理)低合金钢中合金元素作的作用.
常见合金元素在钢中的作用
常见合金元素在钢中的作用合金是由两种或两种以上的金属或非金属元素混合而成的材料，其中一个元素是主要成分，而其他元素被称为合金元素。
在钢中，常见的合金元素有碳、铬、镍、钼、锰、磷、硅等。
每种合金元素在钢中都有不同的作用，下面将详细介绍常见合金元素在钢中的作用。
1.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一、通过调节碳含量，可以改变钢的硬度、强度和韧性。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性能，但硬度和强度较低；高碳钢硬度和强度较高，但可塑性较差。
合适的碳含量可以平衡钢的各种性能。
2.铬（Cr）：铬可以增加钢的硬度、抗磨性和耐腐蚀性。
添加铬的合金钢被称为不锈钢，能够抵抗腐蚀和氧化。
铬还能够提高钢的淬透性，使得钢在淬火时的硬化效果更好。
3.镍（Ni）：镍能够提高钢的强度和塑性，并且能够改善钢的耐磨性和耐腐蚀性。
镍还能够提高钢的抗软化和抗氢脆性能，使钢在高温和低温环境下保持其性能。
4.钼（Mo）：钼可以提高钢的硬度、强度和韧性，特别对高温下的钢材有很好的效果。
钼还能够改善钢的热强度和抗氧化性，提高钢在高温环境下的稳定性。
5.锰（Mn）：锰可以提高钢的硬度、强度和韧性，并且能够改善钢的可塑性和冷加工性能。
锰还能够抑制钢中的晶界腐蚀和热处理硬化，提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。
6.磷（P）：磷是一种常见的杂质元素，过高的磷含量会降低钢的韧性和塑性，同时还会降低钢的冷加工性能和焊接性能。
因此，在制造高强度低合金钢时，需要控制磷含量。
7.硅（Si）：硅可以改善钢的抗氧化性能和耐腐蚀性，提高钢的热稳定性。
硅还能够提高钢的硬化效果和淬透性，使钢具有更好的耐磨性。
除了上述常见的合金元素外，钢中还可能含有其他合金元素如铜、铝、锡等。
这些合金元素的添加都是为了满足特定的使用要求，如提高钢的特殊性能，调整钢的组织和结构等。
总之，各种合金元素的添加可以通过改变钢的组织和性能来满足不同的使用要求。
钢的使用广泛，涵盖了建筑、机械、航空、汽车等多个领域，因此对合金元素的研究和应用具有重要的意义。
合金元素在钢中的主要作用
合金元素在钢中的主要作用合金元素是指将两种或多种金属或非金属加入到基本金属中，以改变其物理、化学和机械性能的材料。
钢是一种合金，其中含有一定比例的碳和其他合金元素。
合金元素在钢中起到了重要的作用，使钢具有不同的特性和适用性。
首先，合金元素可以改变钢的力学性能。
例如，添加镍和铬可以增强钢的抗拉强度和硬度，使其具有更好的耐磨性和耐腐蚀性。
钴和钨的添加可以增强钢的抗磨性和高温强度，使其适用于高温工作环境。
钛和铌的加入可以改善钢的焊接性能，使其具有更好的可塑性和可加工性。
其次，合金元素可以改变钢的化学性质。
例如，锰的添加可以提高钢的硬化性能，促进碳的溶解和扩散。
磷和硫的加入可以改善钢的冷加工性能，使其具有更好的可塑性和可加工性。
硅的加入可以提高钢的热导率和抗腐蚀性能。
通过调整合金元素的含量和比例，可以满足不同要求的钢的化学性质。
此外，合金元素还可以改变钢的热性能。
例如，添加铝和钛可以提高钢的氧化稳定性，使其在高温环境下具有更好的耐热性。
镍和铜的加入可以改善钢的导热性能，在高温下具有更好的热传导性能。
铍和银的添加可以提高钢的导电性能，使其适用于电气工程。
同时，合金元素还可以改变钢的结构和相变性。
例如，钼和钒的加入可以改善钢的定向结构，提高其强度和塑性。
锑和铅的添加可以促进钢的相变行为，改善其物理性能。
通过对合金元素的选择和控制，可以调节钢的晶粒尺寸、晶界强度和晶界活性，从而改善钢的内部结构和力学性能。
综上所述，合金元素在钢中起着重要的作用，通过调节它们的含量和比例，可以改变钢的力学性能、化学性质、热性能和结构性能，使钢具有更好的性能和适用性。
合理的合金设计和控制是制造高品质钢材的关键。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用合金元素是指在钢中加入的其他金属或非金属元素，它们与铁元素和碳元素相互作用，从而改变钢的性能和性质。
合金元素的添加可以提高钢的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等，使钢具有更优异的性能，满足不同的使用要求。
以下是合金元素在钢中的一些常见作用：1.碳（C）：是钢中最主要的合金元素之一，加入合适的碳量可以提高钢的硬度和强度。
碳元素可以通过固溶强化的方式使钢的晶粒细化，从而提高钢的强度和硬度。
但是过高的碳含量会降低钢的塑性和耐热性。
2.硅（Si）：是一种强化和脱氧元素，常用于高碳钢和合金钢中。
硅可以增加钢的强度、硬度和耐磨性，促使钢的晶粒细化。
同时，硅还可以与氧结合，形成氧化物，从而脱除钢中的氧气。
3.锰（Mn）：是一种强化元素，常用于普通碳钢和低合金钢中。
与铁和碳相结合，形成硬化相，提高钢的硬度和强度。
锰还可以提高钢的韧性和抗冲击性，减少钢的冷脆性。
4.磷（P）：是一种脆化元素，过量磷会降低钢的塑性和韧性。
但适量的磷可以起到强化钢的作用，提高钢的硬度和强度。
5.硫（S）：是一种脆化元素，过量的硫会降低钢的韧性。
然而，适量的硫可以改善钢的切削加工性能，提高切削刃的寿命。
6.铬（Cr）：是一种耐腐蚀元素，主要用于不锈钢和耐热钢中。
铬与钢中的铁形成铬化铁，并形成致密的氧化铬膜，从而防止氧气和水的侵蚀，提高钢的耐腐蚀性。
7.镍（Ni）：是一种耐腐蚀和耐热元素，常用于不锈钢和耐热钢中。
镍可以改善钢的塑性、韧性和韧齿性，提高钢的耐腐蚀性和耐热性。
8.钼（Mo）：是一种强化元素，用于合金钢和高速钢中。
钼可以提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时还能提高钢的耐热性和抗腐蚀性。
9.钒（V）：是一种强化元素，广泛应用于合金钢和高速钢中。
钒可以提高钢的强度、硬度和耐磨性，同时还能提高钢的耐高温性能。
10.铌（Nb）：是一种强化和固溶强化元素，常用于低合金钢和高强度钢中。
铌可以提高钢的强度和硬度，还能改善钢的焊接性能和耐腐蚀性。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用一般是防腐蚀，防锈，使之外表更美观等作用。
如下：合金钢合金元素在钢中的作用1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。
锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
合金元素在钢中的作用
碍晶粒长大 • 非碳化物形成元素：Cu、Si、Ni……阻
止晶粒长大；P、Cu促进晶粒长大。
课题一 概述
♥对过冷奥氏体的转变的影响 实质上是对C曲线的影响
• 除Co以外，大多数合金元素都增加奥氏 体的稳定性，使C曲线右移。且非碳化物 形成元素Al、Ni、Si、Cu等不改变C曲 线的形状，只使其右移，碳化物形成元 素Mn、Cr、Mo、W等除使C曲线右移 外，还改变其形状。
当钢中加入少量合金元素时，有一部分溶于铁 素体内形成合金铁素体.
课题一 概述
♥合金元素在钢中的存在方式
（2）形成碳化物 碳化物形成元素可形成合金渗碳体和特殊碳化物. A 合金渗碳体 合金元素与碳的亲合力较弱，它的大部分是固溶 于铁素体、奥氏体、马氏体中，而少部分固溶于 渗碳体中形成合金渗碳体，如（Fe，Mn）3C。
♥对钢加热时奥氏体形成的影响
钢加热时对奥氏体形成速度的影响 奥氏体化过程包括奥氏体的形成，剩余碳化物 的溶解和奥氏体成分均匀化，均是由合金元素 和碳的扩散所控制。
• 非碳化物形成元素： • Co和Ni提高碳在奥氏体中扩散速度，加速奥
氏体的形成。Si、Al、Mn等元素，对C的扩散 速度影响不大。因而对奥氏体的形成速度影响 不大。
课题二 结构钢
• 典型合金调质钢分类
• ♥低淬透性调质钢 • 钢。含合金元素总量＜3 %， 40Cr、40MnB等 • ♥中淬透性调质钢 • 38 CrSi、35 CrMo 等，常用于制造较小的齿
轮、 • 轴、螺栓等零件。钢含合金元素总量在4 %左
右.
课题二 结构钢
• ♥高淬透性调质钢 • 钢含合金元素总量在4 %～ 10 %; • 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25
各种元素在钢铁中的作用
各种元素在钢铁中的作用钢是一种合金，主要由铁、碳和其他合金元素组成。
这些合金元素在钢中起着不同的作用，以下是一些常见的合金元素及其作用：1.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一，它能够提高钢的硬度和强度。
高碳钢含碳量超过0.6%，通常用于制造刀具和机械零件。
中碳钢常用于制造车轴、齿轮等。
低碳钢含碳量少于0.3%，其韧性较好，常用于制造汽车结构部件等。
2.硅（Si）：硅用于降低钢的液相温度和粘度，促进钢的液相区域扩大。
它还能提高钢的强度和耐磨性。
硅常用于制造电力设备、变压器等。
3.锰（Mn）：锰能够提高钢的韧性和延展性，并抑制高温下的晶界腐蚀。
锰常用于制造桥梁、建筑结构等。
4.磷（P）：磷用于提高低碳钢的强度和硬度，但过高的磷含量会降低钢的可焊性。
因此，磷含量应控制在一定范围内。
5.硫（S）：硫能够提高钢的切削性能和机械加工性能。
但高硫含量的钢会降低钢的可焊性和韧性，同时还容易形成疏松铸态组织。
6.铬（Cr）：铬是不锈钢的主要合金元素之一，它能够提高钢的耐蚀性和耐磨性。
铬还能提高钢的强度和硬度，常用于制造压力容器、船舶等。
7.镍（Ni）：镍能够提高钢的韧性和抗冲击性能。
它还能提高钢的耐高温性能，因此常用于制造汽车发动机、航空发动机等。
8.钼（Mo）：钼能够提高钢的硬度和强度，同时还能提高钢的耐腐蚀性能。
它常用于制造汽车结构部件、涡轮发动机等。
9.钒（V）：钒能够提高钢的强度和硬度，同时还能提高钢的耐热性能。
钒主要用于制造高速切削工具、齿轮等。
总而言之，钢中各种合金元素的添加能够改善钢的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性和热处理性能等。
通过适当调整合金元素的含量，可以生产出满足不同工程要求的各类钢材。
普通低合金钢
普通低合金钢简介普通低合金钢是一种常用的结构钢，它是通过在碳钢中添加少量的合金元素来提高其力学性能和耐腐蚀性能的钢材。
合金元素的添加可以提高钢材的强度、硬度和耐磨性，同时还可以改善其可焊性和可加工性。
成分普通低合金钢的主要成分是铁和碳，通常含有约0.05%到0.25%的碳。
此外，还含有少量的合金元素，如锰、硅、磷、硫等。
这些合金元素的添加量通常在1%以下。
通过控制合金元素的含量，可以改变普通低合金钢的力学和物理性能。
特性强度和硬度普通低合金钢通过添加合金元素来提高其强度和硬度。
合金元素可以在钢材中形成固溶体、沉淀相或弥散的晶体结构，从而增强钢材的晶格，提高其抗拉强度和硬度。
这使得普通低合金钢在结构工程中得到广泛应用，比如用于建筑、桥梁、船舶等领域。
耐腐蚀性由于合金元素的添加，普通低合金钢具有良好的耐腐蚀性能。
合金元素可以与钢中的氧气、水和其他化学物质发生反应，形成一层致密的氧化物或化合物膜，从而防止钢材被进一步腐蚀。
这使得普通低合金钢在化工、海洋等腐蚀环境中有较好的耐久性。
可焊性和可加工性普通低合金钢具有较好的可焊性和可加工性。
合金元素的添加可以改变钢的晶格结构，提高其焊接和加工性能。
这使得普通低合金钢能够方便地进行焊接、锻造、冷加工等加工工艺，满足不同应用领域的要求。
应用领域普通低合金钢的力学性能、耐腐蚀性和加工性能使其在各个领域得到广泛应用。
以下是几个常见的应用领域：1.结构工程：普通低合金钢在建筑、桥梁、船舶等结构工程中被广泛应用。
其高强度和硬度可以保证结构的稳定性和安全性。
2.汽车制造：普通低合金钢用于汽车制造，提供了车体的强度和刚性。
同时，其良好的可焊性也使得汽车在生产和维修过程中更加方便。
3.机械制造：普通低合金钢在机械制造中被广泛应用，用于制造机床、工具和零部件。
其高强度和硬度可以提高机械的使用寿命和性能。
4.管道工程：普通低合金钢具有良好的耐腐蚀性能，因此被广泛用于石油、天然气、化工等领域的管道工程。
钢中各合金元素的作用
钢中各合金元素的作用钢是一种重要的材料，它由铁和其他合金元素组成。
这些合金元素在钢中的含量和性质都会对钢的性能产生重要影响。
以下是一些常见的合金元素及其在钢中的作用：1.碳（C）：碳是钢中最重要的合金元素之一，它可以改变钢的硬度和强度。
高碳钢具有更高的硬度和强度，适用于制造切削工具和机械零件。
低碳钢则具有较高的可塑性和韧性，适用于焊接和冷加工。
2.硅（Si）：硅是一种强氧化剂，可以提高钢的冷脆性。
在不锈钢中，硅的加入可提高耐酸性和耐蚀性。
3.锰（Mn）：锰是一种去氧剂，可以减少钢中的气泡和夹杂物，提高钢的韧性。
同时，锰还可以提高钢的硬度和强度。
4.磷（P）：磷是一种强氧化剂，可以降低钢的塑性和韧性。
因此，在制造高强度钢时，应控制磷含量。
5.硫（S）：硫是一种容易挥发的元素，过多的硫会导致钢的冷脆性和碳化物相的形成，降低钢的强度和韧性。
因此，硫的含量需要控制在低水平。
6.铬（Cr）：铬是一种重要的合金元素，可以增加钢的耐腐蚀性和耐磨性。
在不锈钢中，一般含有10-20%的铬。
7.镍（Ni）：镍可以提高钢的韧性和冷脆性。
镍还可以提高钢的耐高温性能，适用于制造高温合金钢。
8.钼（Mo）：钼可以提高钢的强度和韧性，同时提高钢的耐腐蚀性和耐高温性能。
因此，钼常用于制造高强度合金钢和耐蚀合金钢。
9.钛（Ti）：钛可以提高钢的强度、硬度和耐磨性。
钛还可以阻碍钢中晶界的形成，提高钢的耐高温性能。
10.铌（Nb）：铌具有强固溶强化效应，可以提高钢的强度和耐热性能。
铌还可以细化钢的晶粒，提高钢的韧性。
11.钒（V）：钒可以提高钢的强度和硬度，同时提高钢的耐磨性和耐腐蚀性。
12.铝（Al）：铝可以精细化钢的晶粒，提高钢的强度、韧性和耐冲击性。
铝还可以防止钢的氧化。
合金元素的作用在于改变钢的组织结构和性能，使钢具有不同的特性。
根据不同的应用需求，合适的合金元素可以被选择和添加到钢中，以满足具体的功能要求。
从改善钢的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等方面考虑，钢中的合金元素起到了关键的作用。
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合金元素在钢中的作用随着现代工业和科学技术的不断发展，在机械制造中，对工件的强度、硬度、韧性、塑性、耐磨性以及其他各种物理化学性能的要求愈来愈高，碳钢已不能完全满足这些要求了。
原因：①由碳钢制成的零件尺寸不能太大。
否则，因淬透性不够而不能满足对强度与塑性、韧性的要求。
加入合金元素可增大淬透性。
②用碳钢制成的切削刀具不能满足切削红硬性的要求。
用合金工具钢、高速钢和硬质合金。
③碳钢不能满足特殊性能的要求，如要求耐热、耐低温、抗腐蚀、有强烈磁性或无磁性等等，只有特种的合金钢才能具有这些性能。
合金钢是以碳钢为基础，金相组织和相应的碳钢大体上是相似的。
在钢中加入合金元素，钢的机械性能显著提高。
弄清楚各种合金元素对钢材的影响对控制产品质量有非常大的作用。
1 合金元素在钢中的存在方式1.1 合金元素与钢中的碳相互作用，形成碳化物存在于钢中按合金元素在钢中与碳相互作用的情况，它们可以分为两大类：(1) 不形成碳化物的元素(称为非碳化物形成元素)，包括镍、硅、铝、钴、铜等。
由于这些元素与碳的结合力比铁小，因此在钢中它们不能与碳化合，它们对钢中碳化物的结构也无明显的影响。
(2) 形成碳化物的元素(称为碳化物形成元素)，根据其与碳结合力的强弱，可把碳化物形成元素分成三类。
1）弱碳化物形成元素：锰锰对碳的结合力仅略强于铁。
锰加入钢中，一般不形成特殊碳化物(结构与Fe3C不同的碳化物称为特殊碳化物)，而是溶入渗碳体中。
2）中强碳化物形成元素；铬、钼、钨3）强碳化物形成元素：钒、铌、钛有极高的稳定性，例如TiC在淬火加热时要到1000℃以上才开始缓慢的溶解，这些碳化物有极高的硬度，例如在高速钢中加人钒，形成V4C，使之有更高的耐磨性。
1.2 合金元素溶解于铁素体(或奥氏体)中，以固溶体形式存在于钢中。
1.3 合金元素与钢中的氮、氧、硫等化合，以氮化物、氧化物、硫化物和硅酸盐等非金属夹杂物的形式存在于钢中。
1.4 游离态，即不溶于铁，也不溶于化合物：铅，铜2 合金元素对钢的平衡组织的影响表现在改变铁碳合金状态图。
2.1 合金元素对钢临界温度的影响锰、镍、铜使A3线降低，钼、钨、硅、钒使A3线升高。
同样影响A1，影响程度更大。
2.2 合金元素对钢共析点（S点）位置的影响大多数合金使共析点左移，钼钨在质量分数大时使共析点右移。
2.3 合金元素对奥氏体相区大小的影响2.3.1 扩大γ区合金元素与γ-Fe、α-Fe形成固溶体，常温下为奥氏体组织。
Ni，Mn2.3.2 减小γ区抑制F向A转变，Cr3 合金元素对热处理的影响3.1 合金元素对奥氏体化的影响奥氏体晶粒在铁素体与碳化物边界处生核并长大；剩余碳化物的溶解；奥氏体成分的均匀化，在高温停留时奥氏体晶粒的长大粗化等过程。
在钢中加入合金元素对后三个过程有较大的影响。
（1）含有碳化物形成元素的合金钢，其组织中的碳化物，是比渗碳体更稳定的合金渗碳体或特殊碳化物，因此，在奥氏体化加热时碳化物较难溶解，即需要较高的温度和较长的时间。
一般来说，合金元素形成碳化物的倾向愈强，其碳化物也愈难溶解。
（2）合金元素在奥氏体中的均匀化，也需要较长时间，因为合金元素的扩散速度，均远低于碳的扩散速度。
（3）某些合金元素强烈地阻碍着奥氏体晶粒的粗化过程，这主要与合金碳化物很难溶解有关，未溶解的碳化物阻碍了奥氏体晶界的迁移，因此，含有较强的碳化物形成元素(如钼、钨，钒，铌、钛等)的钢，在奥氏体化加热时，易于获得细晶粒的组织。
各合金元素对奥氏体晶粒粗化过程的影响，一般可归纳如下：1）强烈阻止晶粒粗化的元素：钛、铌、钒、铝等，其中以钛的作用最强。
2）钨、钼、铬等中强碳化物形成元素，也显著地阻碍奥氏体晶粒粗化过程。
3）一般认为硅和镍也能阻碍奥氏体晶粒的粗化，但作用不明显。
4）锰和磷是促使奥氏体晶粒粗化的元素。
3.2 合金元素对奥氏体分解转变的影响多数合金元素使奥氏体分解转变的速度减慢，即C曲线向右移，也就是提高了钢的淬透性。
3.3 合金元素对马氏体转变的影响增加冷却时间，降低冷却速度。
另外，合金元素对马氏体开始转变温度(Ms点)也有明显的影响。
多数合金元素均使马氏体开始转变温度(Ms点)降低，其中锰、铬、镍的作用最为强烈，只有铝、钴是提高Ms点。
3.3 合金元素对回火转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响主要有下列三个方面：（1）提高钢的回火稳定性这主要表现为合金元素在回火过程中推迟了马氏体的分解和残余奥氏体的转变，提高了铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度，从而提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。
（2）产生二次硬化一些合金元素加入钢中，在回火时，钢的硬度并不是随回火温度的升高一直降低的，而是在达到某一温度后，硬度开始增加，并随着回火温度的进一步提高，硬度也进一步增大，直至达到峰值。
这种现象称为回火过程的二次硬化。
回火二次硬化现象与合金钢回火时析出物的性质有关。
当回火温度低于约450℃时，钢中析出渗碳体，在450℃以上渗碳体溶解，钢中开始沉淀析出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、VC等，使钢的硬度开始升高，而在550～600℃左右沉淀析出过程完成，钢的硬度达到峰值。
（3）增大回火脆性钢在回火过程中出现的第一类回火脆性(250～400℃回火)，即回火马氏体脆性和第二类回火脆性(450～600℃回火)，即高温回火脆性均与钢中存在的合金元素有关。
4 合金元素对氧化与腐蚀的影响一些合金元素加入钢中能在钢的表面形成一层完整的、致密而稳定的氧化保护膜，从而提高了钢的抗氧化能力。
最有效的合金元素是铬、硅和铝。
但钢中硅、铝的质量分数较多时钢材变脆，因而它们只能作为辅加元素，一般都以铬为主加元素，以提高钢的抗氧化性。
钢中加入少量的铜、磷等元素，可提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀。
5 合金元素对机械性能的影响5.1 金属材料的强化方法金属材料的强化途径，主要有以下几个方面；(1)结晶强化。
结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。
它包括：1）细化晶粒。
细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，因而可使金属材料得到强化。
同时也改善了韧性，这是其它强化机制不可能做到的。
2）提纯强化。
在浇注过程中，把液态金属充分地提纯，尽量减少夹杂物，能显著提高固态金属的性能。
夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。
在损坏的构件中，常可发现有大量的夹杂物。
采用真空冶炼等方法，可以获得高纯度的金属材料。
(2)形变强化。
金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。
这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
(3)固溶强化。
通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。
(4)相变强化。
合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，称为相变强化．相变强化可以分为两类：1) 沉淀强化(或称弥散强化)。
在金属材料中能形成稳定化合物的合金元素，在一定条件下，使之生成的第二相化合物从固溶体中沉淀析出，弥散地分布在组织中，从而有效地提高材料的强度，通常析出的合金化合物是碳化物相。
在低合金钢(低合金结构钢和低合金热强钢)中，沉淀相主要是各种碳化物，大致可分为三类。
一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如MO2、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。
对低合金热强钢高温强化最有效的是体心立方晶系的碳化物。
2) 马氏体强化。
金属材料经过淬火和随后回火的热处理工艺后，可获得马氏体组织，使材料强化。
但是，马氏体强化只能适用于在不太高的温度下工作的元件，工作于高温条件下的元件不能采用这种强化方法。
(5)晶界强化。
晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得多，晶界强度显著降低。
因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。
硼对晶界的强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。
(6)综合强化。
在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化，以充分发挥强化能力。
例如：1）固溶强化十形变强化，常用于固溶体系合金的强化。
2）结晶强化+沉淀强化，用于铸件强化。
3）马氏体强化+表面形变强化。
对一些承受疲劳载荷的构件，常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。
4）固溶强化+沉淀强化。
对于高温承压元件常采用这种方法，以提高材料的高温性能。
有时还采用硼的强化晶界作用，进一步提高材料的高温强度。
5.2 合金元素对正火(或退火)状态钢机械性能的影响正火状态下钢有铁素体和珠光体组织。
固溶强化，结晶强化，沉淀强化。
合金元素不仅影响钢材的强度，同时也影响其韧性。
5.3 合金元素对调质钢机械性能的影响合金元素对调质钢机械性能的影响，主要是通过它们对淬透性和回火性的影响而起作用的。
主要表现于下列几方面：(1) 由于合金元素增加了钢的淬透性，使截面较大的零件也可淬透，在调质状态下可获得综合机械性能优良的回火索氏体。
(2) 许多合金元素可使回火转变过程缓慢，因而在高温回火后，碳化物保持较细小的颗粒，使调质处理的合金钢能够得到较好的强度与韧性的配合。
(3)高温回火后，钢的组织是由铁素体和碳化物组成，合金元素对铁素体的固溶强化作用可提高调质钢的强度。
6 合金元素对钢的工艺性能的影响6.1 合金元素对焊接性能的影响：钢的焊接性能，主要取决于它的淬透性、回火性和碳的质量分数。
合金元素对钢材焊接性能的影响，可用焊接碳当量来估算。
我国目前所广泛应用的普通低合金钢，其焊接碳当量可按下述经验公式计算。
公式Cd=C+1/6Mn+1/5Cr+1/15Ni+1/4Mo+1/5V+1/24Si+1/2P+1/13Cu 近年来，对厚度为15～50mm的200个钢种(从碳钢到强度等级为1000MPa级的高强度合金钢)，以低氢焊条进行常温下的Y型坡口拘束焊接裂纹试验。
在试验基础上，提出了一个用以估计钢材出现焊接裂纹可能性的指标，称为钢材焊接裂纹敏感性指数户，其计算公式为Pc=C+1/30Si+1/20Mn+1/20Cu+1/60Ni+1/20Cr+1/15Mo+1/10V+5B+1/ 600t+1/60H%，与碳当量公式相比增加了板厚和含氢量。
6.2 合金元素对切削加工的影响金属的切削性能是指金属被切削的难易程度和加工表面的质量。
为了提高钢的切削性能，可在钢中加入一些能改善切削性能的合金元素，最常用的元素是硫，其次是铅和磷。