合金钢材料简要介绍
钢结构的材料选择
钢结构的材料选择引言：钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式，具有优异的强度、稳定性和耐久性。
在设计和建造钢结构时，正确选择合适的材料是至关重要的，直接关系到结构的牢固性和安全性。
本文将讨论钢结构中常用的材料选择，以及其特点、适用范围和优势。
一、碳素钢碳素钢是最常见的钢结构材料之一，以其良好的可加工性和经济性而广泛应用。
主要成分为碳和铁，通常含有少量的其他合金元素，如锰、硫和磷。
碳素钢根据碳含量的不同可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，易于加工成型，适用于制造轻型结构和建筑物。
中碳钢具有较高的强度和刚度，适用于承受较大荷载的工程。
高碳钢具有更高的强度，但相对脆性较高，适用于一些特殊要求的结构，如刀片或弹簧。
二、合金钢合金钢是通过在碳素钢中添加一定数量的合金元素来改变其性能和特性的钢材。
常见的合金元素包括铬、镍、钼和钛等。
合金钢通常具有更高的强度、较好的耐腐蚀性和热稳定性。
铬合金钢，如不锈钢，具有良好的耐腐蚀能力，在潮湿或具有腐蚀性介质的环境中广泛应用。
镍合金钢具有优异的低温韧性和抗腐蚀性能，常用于船舶和海洋工程。
钼合金钢具有高温强度和耐蚀性，适用于炼油和化工设备。
三、高强度钢高强度钢是一类具有较高强度和优异力学性能的钢材，通过进一步的合金化和热处理制备而成。
高强度钢的强度一般大于普通碳素钢的两倍以上，同时还具有良好的塑性和韧性。
高强度钢的应用可以减少结构的自重，提高结构的承载能力和抗震性能。
高强度钢通常用于大跨度建筑、桥梁和高层建筑等要求较高的结构。
它可以减少构件的尺寸和截面面积，实现轻量化设计。
然而，高强度钢的制造和施工难度较大，需要严格的材料性能控制和焊接工艺要求。
总结：钢结构的材料选择是设计和建造过程中至关重要的环节。
碳素钢作为常用的材料，具有良好的可加工性和经济性，适用于大部分常规结构。
合金钢通过添加合金元素来改变材料性能，具有优异的耐腐蚀性能和热稳定性。
工程材料学 第7章 合金钢(rev 2)
第七章合金钢合金元素在钢中的作用2Outline分类及编号1合金结构钢3合金工具钢4特殊钢5工程材料学分类及编号一、合金钢介绍为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能，在冶炼时特意往钢中加入的一些化学元素(即通常称为合金元素)，所得到的钢称为合金钢。
改善对象：1.提高强度2.提高淬透性3.提高高温强度、热硬性4.提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能工程材料学钢中常用合金元素钢的成分中含有的元素一般除Fe 、C 外，还包括：常存合金元素Si 、Mn 未清除净的杂质S 、P 、H 、O 主要元素(含量较高) Cr 、Ni 、W 、Mo强碳化物元素V 、Nb 、Ti 、Zr 、B 其他元素Re(稀土)、Al一、合金钢介绍分类及编号工程材料学1．按用途分类合金结构钢主要用来制造承受力结构零部件，其中就热处理或专门构件的类型可分别称呼为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。
合金工具钢主要用来制造加工其它零件的工具或模具，其中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。
特殊性能钢具有特殊性能而作某项专用的钢，其中又分为不锈钢、耐热钢、电工钢等。
2．按钢的成分分类碳钢仅含有一定量非人为特意加入的常存元素Si 、Mn 等。
合金钢为达到某种性能要求，人为加入了必要的合金元素。
按其加入的量较多元素又有铬钢、锰钢、铬锰钢、钨钼钢等；按其总量分为低、中、高合金钢。
<5% 5-10% >10%一、合金钢介绍分类及编号工程材料学二、合金钢的牌号各个国家钢的牌号命名的方法各不相同，仅介绍我国统一命名的一般规定。
（碳钢已介绍过）（1）合金结构钢牌号的组成为：两位数字＋元素符号＋数字＋…＋字母第一部分用两位数字表示钢的含碳量的万分之几；第二部分用化学元素符号表示钢中的所含主要或关键合金元素，平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……；第三部分的字母为级别标志，注明特殊要求或专门用途。
常见工业用钢的性能及用途
常见工业用钢的性能及用途工业用钢是广泛应用于各个行业的一种重要材料，其性能和用途主要由其合金成分、热处理和机械加工方式决定。
以下是几种常见的工业用钢及其性能和用途的介绍。
1.碳钢：碳钢是一种含有较少合金元素的钢，主要成分为碳和铁。
碳钢具有良好的焊接性、机械性能和耐磨性。
根据碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢常用于制造汽车零部件、建筑结构、家具等产品；中碳钢多用于汽车制造、机械制造和工具制造；高碳钢适合用于切削工具、弹簧等领域。
2.不锈钢：不锈钢是一种合金钢，其中主要合金元素为铬和镍，能够有效地防止锈蚀和腐蚀。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性、强度和耐热性。
不锈钢广泛应用于食品加工、化工、海洋工程、医疗设备等行业。
根据不锈钢的组成和性能，不锈钢可以进一步分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢等。
3.合金钢：合金钢是指添加了合金元素的钢，如铬、钼、钴、镍等。
合金钢的性能因其合金元素的组成而异。
合金钢具有高强度、耐热性和耐腐蚀性，广泛用于汽车、航空航天、石油化工和建筑等领域。
根据不同的合金元素，合金钢可以分为低合金钢、中合金钢和高合金钢等。
4.工具钢：工具钢是一种专用钢种，具有优异的切削性能、热处理稳定性和磨损抗性。
根据使用要求，工具钢可以分为冷作工具钢、热作工具钢和高速度钢等类型。
工具钢广泛应用于切削工具、模具、冷冲压件等领域。
5.耐磨钢：耐磨钢是具有高硬度和耐磨性的特殊钢种，主要用于抵抗磨损和冲击。
耐磨钢常用于铸造矿石破碎、煤矿开采和钢铁生产等场合。
根据使用环境和要求的不同，耐磨钢可以分为高碳钢、低合金耐磨钢和多合金耐磨钢等。
6.高温合金钢：高温合金钢是一种能在高温环境下保持稳定性能的钢。
这种钢具有高温强度、高温蠕变和高温氧化抗性。
高温合金钢主要用于电力行业的锅炉、汽轮机、核反应堆和航空航天等领域。
总之，工业用钢具有丰富的品种和广泛的应用领域。
根据不同的要求，可选择不同性能的工业用钢，以满足各个行业的需求。
低碳钢和低碳合金钢
低碳钢和低碳合金钢低碳钢和低碳合金钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。
虽然它们都属于低碳材料，但在性质和用途上有一些区别。
本文将介绍低碳钢和低碳合金钢的特点以及它们在不同领域中的应用。
低碳钢是一种含碳量较低的钢材，通常含碳量在0.05%至0.25%之间。
由于碳元素含量较低，低碳钢具有优良的可焊性、可塑性和韧性。
它的强度相对较低，但具有良好的冷加工性能。
低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，适用于一些需要强度相对较低但具有良好可塑性的领域，如制造轻型汽车、制造家电产品等。
此外，低碳钢还具有良好的可加工性，可以通过冷加工来获得所需形状和尺寸，广泛应用于制造业。
低碳合金钢是在低碳钢的基础上添加了其他合金元素的一种材料。
通常，低碳合金钢的碳含量在0.05%至0.25%之间，同时还添加了其他合金元素，如锰、铬、镍、钼等。
这些合金元素的添加使得低碳合金钢具有更高的强度和耐腐蚀性能。
此外，低碳合金钢还具有优异的耐磨性和耐高温性能，适用于一些对材料强度和耐腐蚀性能要求较高的领域，如航空航天、汽车工业等。
低碳钢和低碳合金钢在实际应用中有许多相似之处，但也存在一些差异。
首先，低碳钢的强度相对较低，适用于一些要求可塑性和可焊性较高的领域，而低碳合金钢的强度较高，适用于一些要求强度和耐腐蚀性能较高的领域。
其次，低碳钢的成本相对较低，适用于一些对成本要求较高的领域，而低碳合金钢的成本相对较高，适用于一些对材料性能要求较高的领域。
低碳钢和低碳合金钢是两种常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中有广泛的应用。
低碳钢适用于一些要求可塑性和可焊性较高的领域，如制造轻型汽车和家电产品等；低碳合金钢适用于一些对材料强度和耐腐蚀性能要求较高的领域，如航空航天和汽车工业等。
了解这两种材料的特点和应用领域有助于我们在实际应用中选择合适的材料，提高生产效率和产品质量。
金属材料-合金钢
~1.
0.20 ~0.06 0.20 0.70 16~35
70 Q460
0
WNi≤ 35~50
0.70
≥275 ≥255 ≥345 ≥325 ≥295 ≥390 ≥370 ≥350
≥420 ≥400 ≥380
≥460 ≥440 ≥420
70 470~6 21~22 34 30 490~6 19~20 34 50
中温高压容器。
厚度或
化学成分/%
直径
力学性能
钢号
/mm
应用举例
C
Mn Si
V
Nb Ti 其他
≤0.16 0.80 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~
<16
σs/MPa σ
δ5/% AKV/J(
b/MPa
20℃)
≥295 390~5 23 34 桥梁，车辆，
Q295
~1.
0.15 ~0.06 0.20
Q390 60
0
WNi≤ 35~50
0.70
≤0.20 1.00 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~ WCr≤ <16
~1.
0.20 ~0.06 0.20 0.40 16~35
Q420 70
0
WNi≤ 35~50
0.70
≤0.20 1.00 ≤0.55 0.02~ 0.015 0.02~ WCr≤ <16
• 热处理：包括预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火
+低温回火)。组织为M回+颗粒状碳化物+A’(少量)；精密 轴承：淬火后进行冷处理(-60～-80℃), 可以减少A’、 稳定尺寸；然后低温回火；并在磨削后稳定化处理。
合金钢—合金钢的分类和编号(航空材料)
5.专用钢
指某些用于专门用途的钢种 以其用途名称的汉语拼音第一个字母表明该钢的类型， 以数字表明其含碳量； 化学元素符号表明钢中含有的合金元素， 其后的数字标明合金元素的大致含量。
滚珠轴承钢
在编号前标以“G”字， 其后为铬（Cr）+数字，数字表示铬含量平均值的千分之几， 如“滚铬15” GCr15： 注意牌号中表示含铬量为1.5%， 其他元素仍按百分之几表示， 如 GCr15SiMn： 表示含铬为1.5%，Si、Mn均小于1.5% 的滚动轴承钢。
按 脱 氧 制 度 ， 沸 腾 钢 在 钢 号 后 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ “ F” ， 半 镇 静 钢 在 钢 号 后 加 “b”， 镇静钢则不加任何字母。
2.合金结构钢
牌号以“两位数字＋元素符号＋数字”表示。
合金元素质量百分数 添加的合金元素 钢中所含碳的质量万分数 需保证淬透性的钢牌号后加“H”， 若为高级优质，也在牌号后加A；如45CrAH。 例：40Cr——平均碳质量分数为0.4%， 平均铬的质量分数为1.5%。
合金钢的分类
一、分类
按用途分类
合金结构钢 — —包括渗碳钢、调质钢、超高强度钢等。 合金工具钢 — —包括刃具钢、模具钢、量具钢等。 特殊性能钢 — —包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。
按合金元素 含量分类
低合金钢 — —Wme： 5%。 中合金钢 — —Wme ：5%～10％。 高合金钢 — —Wme ： 10%。
平均Si、Cr的质量分数均为1.5%
4.不锈钢与耐热钢
前面数字表示碳质量分数的千分数， 合金元素的表示方法与其他合金钢相同。
当wc≤0.03%时，则在牌号前面分别冠以“00” 及wc≤0.08%时，则在牌号前面分别冠以“0”
83种钢合金材成分介绍
83种钢合金材成分介绍(1)碳素钢指碳含量一般为0.02%〜2%的铁碳合金。
其中含有限量的硅、锰和磷、硫及其他微量残余元素。
一般统称为非合金钢，但碳素钢的内涵没有非合金钢广泛，不包括具有特殊性能的非合金钢。
碳素钢按碳含量分类：①低碳钢。
碳含量小于0.25%的碳素钢。
②中碳钢。
碳含量为0.25%〜0.60%的碳素钢。
③高碳钢。
碳含量大于0.60%的碳素钢。
(2)微合金化钢。
指微合金化低合金高强度钢，是在低碳钢或低合金高强度钢中加人一种或多种能形成碳化物、氮化物或碳氮化物的微量合金元素的钢。
常用的微合金元素为铌、钒和钛，可加一种或多种，如加人多种，其总含量一般不大于0.22%。
(3)低合金钢。
至少应有一种合金元素的含量在GB/T13304相应规定界限范围内，合金元素总含量大于5%的钢。
(4)髙合金钢。
合金元素含量大于10%的合金钢。
高合金钢通常包括不锈钢、耐热钢、铬不锈轴承钢、高速工具钢及部分合金工具钢、无磁钢等。
以下为按用途及使用特性分类的钢：(5)碳素结构钢。
用于建筑、桥梁、船舶、车辆及其他结构，必须有一定的强度、必要时要求冲击性能和焊接性能的碳素钢。
(6)低合金高强度结构钢。
用于建筑、桥梁、船舶、车辆、压力容器及其他结构，碳含量（熔炼分析）一般不大于0.20%,合金元素含量总和一般不大于2.5%，屈服强度不小于295MPa,具有较好的冲击韧性和焊接性能的低合金钢。
(7)耐候钢（耐大气腐蚀钢)。
加人铜、磷、铬、镍等元素提高耐大气腐蚀性能的钢。
这类钢分为高耐候钢和焊接结构用耐候钢。
(8)建筑结构用钢。
用于建造高层和重要建筑结构的钢。
要求具有较高的冲击韧性、足够的强度、良好的焊接性能、一定的屈强比，必要时还要求厚度方向性能。
(9)桥梁用钢。
用于建造铁路和公路桥梁的钢。
要求具冇较高的强度和足够的韧性、低的缺口敏感性、良好的低温韧性、抗时效敏感性、抗疲劳性能和焊接性能。
主要用钢为Q345q、Q370q、Q420q等低合金高强度钢。
钢材牌号介绍
钢材牌号介绍
钢材是一种常见而重要的材料，用于建筑、制造和其他许多领域。
钢材的牌号是用来标识和区分不同种类的钢材的。
本文将对一些常见的钢材牌号进行简要介绍。
1. Q235
Q235是一种常见的碳结钢，具有良好的焊接性和机械性能。
它被广泛用于建筑和制造领域。
2. Q345
Q345是具有高强度和良好的可塑性的低合金结构钢。
它可以替代Q235在一些特殊应用中。
Q345常被用于桥梁、船舶制造等领域。
3. 304
304是一种不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和高的强度。
它常用于制作厨具、化工设备等。
4. 316
316是一种耐腐蚀性更好的不锈钢。
它在海洋环境中具有很高的耐蚀性，因此常用于制作海洋设备和船舶。
5. 4140
4140是一种合金钢，具有优异的强度和耐磨性。
它常被用于制作工具和机械零件。
以上只是一些常见的钢材牌号，实际上还有许多其他种类的钢材。
选择适合特定应用的钢材牌号非常重要，需要考虑材料的机械性能、耐腐蚀性、可加工性等因素。
在选择和使用钢材时，应根据实际需求进行仔细的评估和选择。
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以上只是简要介绍了一些常见的钢材牌号，如有具体需求或更多信息，建议咨询专业钢材供应商或工程师。
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合金钢板合金钢板steel sheet(s) and plate(s)钢板是平板状，矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成。
钢板按厚度分，薄钢板<4毫米（最薄0.2毫米），厚钢板4~60毫米，特厚钢板60~115毫米。
[1]钢板按轧制分，分热轧的和冷轧的。
薄板的宽度为500~1500毫米；厚的宽度为600~3000毫米。
薄板按钢种分，有普[1][2]通钢、优质钢、合金钢、弹簧钢、不锈钢、工具钢、耐热钢、轴承钢、硅钢和工业纯铁薄板等；按专业用途分，有油桶用板、搪瓷用板、防弹用板等；按表面涂镀层分，有镀锌薄板、镀锡薄板、镀铅薄板、塑料复合钢板等。
厚钢板的钢种大体上和薄钢板相同。
在品各方面，除了桥梁钢板、锅炉钢板、汽车制造钢板、压力容器钢板和多层高压容器钢板等品种纯属厚板外，有些品种的钢板如汽车大梁钢板（厚2.5~10毫米）、花纹钢板（厚2.5~8毫米）、不锈钢板、耐热钢板等品种是同薄板交叉的。
另，钢板还有材质一说，并不是所有的钢板都是一样的，材质不一样，其钢板所用到的地方，也不一样。
合金钢（一）概述随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足：(1) 淬透性低一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。
40钢的σs /σb仅为0.43, 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差由于回火稳定性差，碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足特殊性能的要求碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。
一. 合金钢的分类按合金元素含量多少，分为低合金钢（合金元素总量低于5%）、中合金钢（合金元素总量为5%-10%）高合金钢（合金元素总量高于10%）。
按所含的主要合金元素，分为铬钢（Cr-Fe-C)铬镍钢（Cr-Ni-Fe-C)锰钢（Mn-Fe-C)硅锰钢（Si-Mn-Fe-C)按小试样正火或铸态组织，分为珠光体钢马氏体钢铁素体钢奥氏体钢莱氏体钢按用途分类合金结构钢合金工具钢特殊性能钢二. 合金钢的编号牌号首部用数字标明碳含量。
规定结构钢以万分之一为单位的数字（两位数）、工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（一位数）来表示碳含量，而工具钢的碳含量超过1%时，碳含量不标出。
在表明碳含量数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，含量由其后面的数字标明，平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。
合金结构钢40Cr，平均碳含量为0.40%，主要合金元素Cr的含量在1.5%以下。
合金工具钢5CrMnMo, 平均碳含量为0.5%, 主要合金元素Cr、Mn、Mo的含量均在1.5%以下。
专用钢用其用途的汉语拼音字首来标明。
如:滚珠轴承钢,在钢号前标以“G”。
GCr15表示含碳量约1.0%、铬含量约1. 5%(这是一个特例, 铬含量以千分之一为单位的数字表示)的滚珠轴承钢。
Y40Mn,表示碳含量为0.4%、锰含量少于1.5%的易切削钢等等。
对于高级优质钢，则在钢的末尾加“A”字表明，例如20Cr2Ni4§7-1 钢的合金化在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。
钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。
一、合金元素与铁、碳的相互作用合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。
即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。
1. 溶于铁中几乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入铁中, 形成合金铁素体或合金奥氏体, 按其对α-Fe或γ-Fe的作用, 可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。
扩大γ相区的元素—亦称奥氏体稳定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升,从而扩大γ-相的存在范围。
其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。
另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。
缩小γ相区元素——亦称铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。
它们使A3点上升, A4点下降(铬除外, 铬含量小于7%时, A3点下降; 大于7%后,A3点迅速上升), 从而缩小γ相区存在的范围, 使铁素体稳定区域扩大。
按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。
2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。
它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。
常见碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、T i等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化合物。
二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响1. 对奥氏体和铁素体存在范围的影响扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区, 且同样Ni或Mn的含量较多时, 可使钢在室温下得到单相奥氏体组织(如1Cr18N i9奥氏体不锈钢和ZGMn13高锰钢等)，而Cr、Ti、Si等超过一定含量时, 可使钢在室温获得单相铁素体组织(如1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢等)。
2. 对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降, 缩小γ相区的元素则使其上升, 并都使共析反应在一个温度范围内进行。
几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低，即S点和E点左移, 强碳化物形成元素的作用尤为强烈。
三、合金元素对钢热处理的影响合金元素的加入会影响钢在热处理过程中的组织转变。
1. 合金元素对加热时相转变的影响合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。
(1)对奥氏体形成速度的影响：Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大, 形成难溶于奥氏体的合金碳化物, 显著减慢奥氏体形成速度；Co、Ni 等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的扩散速度, 使奥氏体的形成速度加快；Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。
(2)对奥氏体晶粒大小的影响：大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用, 但影响程度不同。
强烈阻碍晶粒长大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻碍晶粒长大的元素有：W、Mn、Cr等；对晶粒长大影响不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促进晶粒长大的元素：Mn、P等。
2. 合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响除Co外, 几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性, 推迟珠光体类型组织的转变, 使C曲线右移, 即提高钢的淬透性。
常用提高淬透性的元素有：M o、Mn、Cr、Ni、Si、B等。
必须指出, 加入的合金元素, 只有完全溶于奥氏体时, 才能提高淬透性。
如果未完全溶解, 则碳化物会成为珠光体的核心, 反而降低钢的淬透性。
另外, 两种或多种合金元素的同时加入(如, 铬锰钢、铬镍钢等), 比单个元素对淬透性的影响要强得多。
除Co、Al外, 多数合金元素都使Ms和Mf点下降。
其作用大小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。
其中Mn的作用最强, Si实际上无影响。
Ms和Mf 点的下降, 使淬火后钢中残余奥氏体量增多。
残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下), 以使其转变为马氏体; 或进行多次回火, 这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升, 并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
3. 合金元素对回火转变的影响(1)提高回火稳定性合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变)，提高铁素体的再结晶温度, 使碳化物难以聚集长大，因此提高了钢对回火软化的抗力, 即提高了钢的回火稳定性。
提高回火稳定性作用较强的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
(2)产生二次硬化一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时, 硬度不是随回火温度升高而单调降低, 而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大, 并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。
这是回火过程的二次硬化现象, 它与回火析出物的性质有关。
当回火温度低于450℃时, 钢中析出渗碳体; 在450℃以上渗碳体溶解, 钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,使硬度重新升高, 称为沉淀硬化。
回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。
试一试：碳质量分数为0.35%的钼钢的回火温度与硬度的关系产生二次硬化效应的合金元素产生二次硬化的原因合金元素残余奥氏体的转变沉淀硬化Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co①①仅在高含量并有其他合金元素存在时, 由于能生成弥散分布的金属间化合物才有效。
(3)增大回火脆性和碳钢一样, 合金钢也产生回火脆性, 而且更明显。
这是合金元素的不利影响。
在450℃-600℃间发生的第二类回火脆性(高温回火脆性)主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的严重偏聚有关, 多发生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金钢中。
这是一种可逆回火脆性, 回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。
钢中加入适当Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上消除这类脆性。
四、合金元素对钢的机械性能的影响提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。
欲提高强度, 就要设法增大位错运动的阻力。
金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。
合金元素的强化作用, 正是利用了这些强化机制。
1. 对退火状态下钢的机械性能的影响结构钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物。
合金元素溶于铁素体中,形成合金铁素体, 依靠固溶强化作用, 提高强度和硬度, 但同时降低塑性和韧性。