通过添加铬、镍、钼和钒等合金元素，有可能提高碳钢的淬透性以及其他性能，如耐腐蚀和疲劳强度。 热处理和冷加工的反应与含碳量成正比的总体趋势，对普通碳素钢是一样的，对合金钢也是一样的。然而，最终性能对添加的合金也很敏感。 可供选择的合金钢的数量使得在任何给定的应用中选择一种钢变得困难，而且在大多数情况下会有许多钢可以满足要求。 合金元素铬铬(Cr)能提高一般的高温性能，还能提高耐腐蚀和抗氧化性。它与可用的碳形成碳化物，优于有助于渗碳的铁。它还减缓了冶金反应，从而提高了淬透性。铬会导致更大的晶粒结构，这可能导致问题，因为相关的较差的机械性能。 镍镍(Ni)降低了临界热处理温度，通常使调节更容易。镍通过溶解到铁素体基体中来增强和增韧钢。它在低温应用中特别有价值，因为在低温下冲击强度可以保持。 钒钒(V)是一种很好的碳化物形成剂，尽管它也可用作脱氧剂。碳化钒颗粒特别细小，分布均匀，具有最佳的晶粒细化性能，一般可以提高机械性能。碳化钒非常坚硬，对其他碳化物(特别是碳化铬)有稳定作用，否则可能析出，造成晶粒长大和热处理时的脆性。钒形成氮化物，因此常存在于渗氮钢中。 钼
钼(Mo)与钒一样，具有细小的晶粒结构，从而提高了整体强度。这种精细的结构是碳化钼稳定、均匀分布的结果。这些碳化物还可以用镍和铬的添加物来稳定钢，否则由于碳化物的析出会显示回火脆性。钼还可以提高不锈钢的耐蚀性。 钨钨(W)形成异常坚硬的碳化物。这些碳化物与钼碳化物的作用方式相似，但所需浓度要大得多。钨在需要硬度和高温稳定性的钢中很有价值，例如工具钢。 硼硼(B)在低至0.001 %的浓度下能够改善淬透性。这种特别敏感的行为只在低碳钢和中碳钢中有效。尽管增加了淬炼性，这些钢仍然很容易焊接，并经常指定在焊接中需要控制淬炼性。人们并不知道，钢使用硼作为唯一的合金元素，但它经常与其他元素，如钒，铬和钼一起发现。因为它也增加了它们的硬化效果。 铜铜(Cu)一般可以提高耐腐蚀性，但如果它是一个不稳定元素，可能是由于分离不好的废料，它可能是灾难性的，导致在热加工中晶粒偏析。 钴钴(Co)从来不单独存在，而总是作为合金钢的添加剂。它不是碳化物形成剂，而是像镍和硅一样溶解在铁氧体基体中。在铁合金中添加高达30%的钴对材料的磁性能有显著的影响。欧洲杯足球竞彩钴不仅可以强化铁素体，而且似乎还可以稳定碳化物，并在更高的温度下保持其性能。 钛钛(Ti)形成非常稳定的碳化物与碳结合，优于铁和铬。为了使钛与所有的碳结合，钛的用量至少是碳的8倍，从而得到钛稳定的可焊奥氏体钢。 铝铝(Al)是一种很好的脱氧剂，但氧化铝(铝氧化物)是一种脆性材料，可能是钢中具有破坏性的夹杂物。然而，铝可以增加钢的氮化能力，并具有一些晶粒细化性能。 锰锰(Mn)是一种有用的脱氧剂和脱硫剂，因为氧化物和硫化物具有特别的延展性和无害性。由于这些原因，它在几乎所有的钢中都存在。事实上，因为它是如此常见的添加物，它经常被从规范中省略，除非它的数量为>2%。锰可以降低热处理温度，使全奥氏体钢的浓度大于15%。这些钢是非磁性的。锰还能增强钢的强度，并能生产出韧性强、可使用的高碳钢。值得注意的是，锰倾向于增加淬火开裂的可能性。 硅硅(Si)是一种廉价无害的脱氧剂，几乎无一例外地存在于钢中。它可以提高热处理温度，形成有利于脱碳的石墨。在约0.5%的水平上，硅可以提高耐蚀性和疲劳强度，尽管其程度不如其他合金元素。 |