鋼中合金元素的作用
1. 淬透性低2.強(qiáng)度和屈強(qiáng)比低3.高溫強(qiáng)度差4.不能滿足特殊性能的要求
合金元素對鋼中基本相的影響
1、合金固溶體 α—Fe(Me)
2、合金滲碳體 (Fe,Me)3C
3、合金碳化物 TiC 、NbC 、 WC 、 VC 、
4、非金屬夾雜 MnS, MnO, SiO2 , Al2O3
5、Cu , Pb 以游離狀態(tài)存在
合金元素在鋼中的存在形式取決于：1、合金元素本身的性質(zhì)2、合金元素的含量以及碳的含量3、熱處理?xiàng)l件（加熱溫度、冷卻條件）
1.形成合金碳化物
☆Mn：弱碳化物形成元素，Cr、Mo、W：屬于中強(qiáng)碳化物形成元素，V 、Ti、Nb、Zr ：是強(qiáng)碳化物形成元素。
☆與C的親和力強(qiáng)的合金元素形成的特殊碳化物，穩(wěn)定性好，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性和不易分解等特點(diǎn)。
☆碳化物的穩(wěn)定性越高，熱處理加熱時(shí)，碳化物的溶解及奧氏體的均勻化越困難。同樣在冷卻及回火過程中碳化物的析出及其聚集長大也越困難。
2.形成合金固溶體：凡是溶入鐵素體的合金元素均起固溶強(qiáng)化作用，即，使鋼的強(qiáng)度和硬度提高、韌性降低。
三、合金元素對鐵碳合金相圖的影響
1、對奧氏體相區(qū)的影響
（1）擴(kuò)大A區(qū)
Ni、Mn、Co、C、N、Cu等元素的加入會(huì)使奧氏體相區(qū)擴(kuò)大，特別是Ni、Mn的影響更大
（2）縮小A區(qū)
Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si等元素的加入會(huì)使奧氏體相區(qū)縮小，特別是Cr、 Si含量高時(shí)將限制A體區(qū)，甚至完全消失。
2、對鐵碳相圖中S點(diǎn)、E點(diǎn)的影響
所有的合金元素都使S點(diǎn)左移，而大部分合金元素均使E點(diǎn)左移，因此，含碳量相同的碳鋼和合金鋼具有不同的顯微組織。
3、對共析轉(zhuǎn)變溫度A1的影響
擴(kuò)大A相區(qū)的元素使鐵碳合金相圖**析轉(zhuǎn)變溫度A1下降；縮小A相區(qū)的元素則使其上升，并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
四、合金元素對鋼熱處理的影響
1、合金元素對加熱時(shí)相變的影響
（1）對奧氏體形成速度的影響
☆ Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr等強(qiáng)碳化物形成元素與C的親和力強(qiáng)，形成難溶于奧氏體的合金碳化物，顯著阻礙C的擴(kuò)散，大大減慢奧氏體形成速度。為了加速碳化物的溶解和奧氏體成分的均勻化，必須提高加熱溫度并保溫更長時(shí)間。
☆ Co、Ni等部分非碳化物形成元素能增大C的擴(kuò)散速 度，使奧氏體形成速度加快。
☆ Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
（2）對奧氏體晶粒大小的影響
除Co、Ni以外，絕大多數(shù)合金元素，特別是強(qiáng)碳化物形成元素由于形成合金滲碳體和特殊碳化物，更難溶入奧氏體中，并且阻礙奧氏體晶界的移動(dòng)和奧氏體晶粒的長大，起到細(xì)化晶粒的作用。
V、Ti、Nb、Zr強(qiáng)烈阻礙A體晶粒長大
W、Cr、Mo中等阻礙A體晶粒長大
Mn、B促進(jìn)A體晶粒長大
2、合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響
⑴合金元素對C曲線的影響
除Co外，幾乎所有合金元素溶入奧氏體后都增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移，即提高鋼的淬透性。
Mo、Mn、W、Cr、Ni、Si、Al對淬透性作用依次由強(qiáng)到弱。
注意：
加入合金元素，只有完全溶入奧氏體才能提高淬透性。
兩種或多種合金元素同時(shí)加入對淬透性的影響，比單一元素的影響強(qiáng)得多。
⑵合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響
Si基本不影響Ms、Mf點(diǎn)，除Co、Al外，多數(shù)合金元素使Ms、Mf點(diǎn)下降，導(dǎo)致殘余奧氏體增加。
五、合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響
1、提高回火穩(wěn)定性
回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火時(shí)硬度下降快慢的性質(zhì)。
原因：（1）推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變 (即在較高溫度才開始分解和轉(zhuǎn)變) （2）提高鐵素體的再結(jié)晶溫度
提高回火穩(wěn)定性作用較強(qiáng)的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
2、產(chǎn)生二次硬化
二次硬化：淬火鋼在回火時(shí)隨著回火溫度的升高，硬度不下降反而升高的現(xiàn)象。
產(chǎn)生二次硬化的原因：1.殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變：Mn、Mo、W、Cr、Ni、V、Co 2.V、Mo、W、Cr、Ni、Co（Co僅在高含量并有其他合金元素存在時(shí)，由于能產(chǎn)生彌散分部的金屬間化合物才有效）
3、增大回火脆性
回火脆性：在某些溫度區(qū)間回火時(shí)，鋼的硬度顯著下降的現(xiàn)象。
消除方法：①快冷；②加入 Mo 或 W
合金鋼的強(qiáng)化機(jī)制：1.合金F 的固溶強(qiáng)化2.M位錯(cuò)強(qiáng)化3.細(xì)晶強(qiáng)化（F、M晶粒度，P片間距↓）4.彌散強(qiáng)化（也稱**相（沉淀）強(qiáng)化）
六、結(jié)構(gòu)鋼中常用的合金元素及其作用
主加元素：Cr、Ni、Si、Mn
輔加元素：W、Mo、V、Ti、B
1.提高淬透性：強(qiáng)烈的有Mo、Cr、Mn、B，其次是Ni、Si 2.細(xì)化晶粒：強(qiáng)烈的有Ti、V其次是W、Mo、Cr 3.促使晶粒長大Mn和B 4.消除高溫回火脆性Mo和W
總結(jié)：Mo 、Cr 、Mn、B強(qiáng)淬透，Ni、Si二者稍落后。V、Ti、Nb、Zr強(qiáng)細(xì)化W、 Cr 、 Mo也稍落后Mn、B促使它長大W 、Mo消除高回脆
鋼中合金元素的作用