其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強(qiáng)碳化物形成元素,只要有足夠的碳,在適當(dāng)條件下,就能形成各自的碳化物,當(dāng)缺碳或在高溫條件下,則以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中;錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素,其中一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體;鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子狀態(tài)存在于固溶體中。
鋼的性能取決于鐵的固溶體和碳化物各自性能以及它們相對(duì)分布的狀態(tài)。合金元素對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響也與此有關(guān)。固溶于鐵素體中的合金元素,起固溶強(qiáng)化作用,使強(qiáng)度和硬度提高,但同時(shí)使韌性和塑性相對(duì)地降低。
合金鋼的回火穩(wěn)定性比碳素鋼好,這是由于合金元素在回火時(shí)阻礙了鋼中原子的擴(kuò)散,因而在同樣溫度下,起到延遲馬氏體分解和抗回火軟化的作用。碳化物形成元素,對(duì)回火軟化的延遲作用特別顯著。鈷和硅雖屬不形成碳化物元素,但它們對(duì)滲碳體晶核的形成和長大,有強(qiáng)烈的延遲作用,因此,也有延遲回火軟化的作用。
焊接性和被切削性是衡量鋼的工藝性能好壞的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均對(duì)鋼的焊接性不利。因?yàn)樵诤缚p熱影響區(qū)靠近熔合線一側(cè)冷卻時(shí)易形成馬氏體等硬脆組織,有導(dǎo)致開裂的危險(xiǎn)。另一方面,熱影響區(qū)靠近熔合線處的晶粒因受高熱容易粗化,因此,合金鋼中含有可使晶粒細(xì)化的元素如鈦、釩等是有益的。