常用合金元素在钢中的作用
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。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用Mn：1、在低含量范围（Mn≤0.2）内对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度和耐磨性。
降低钢的临界冷却速度。
2、提高钢的淬透性、稍稍改善钢的低温韧性任性。
3在高含量范围的作用主要奥氏体元素。
Si：1、强化铁素体提高钢的强度和硬度降低钢的临界冷却速度提高钢的淬透性。
2、提高钢在氧化性腐蚀介质中的耐蚀性提高钢的耐热性。
3、磁钢中的主要合金元素。
Cr：1、在低合金范围内，对钢有很大的强化作用，提高钢强度、硬度、耐磨性。
2、降低钢的临界冷却速度提高钢的淬透性。
提高钢的耐热性是耐热钢的主要合金元素。
3、在高合金范围内，使钢具有对强氧化性酸等腐蚀性介质的耐腐蚀能力。
Mo：1、强化铁素体，提高钢的强度、硬度。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、提高钢的耐热和高温强度，是热强钢重要合金元素。
Ni：1、提高钢的强度，而不降低其塑性。
2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。
3、改善钢的低温韧性。
4、扩大奥氏体区，是奥氏体化的有效元素。
5、本身具有一定耐蚀性，对于一些还原性酸类（硫酸、盐酸）有良好的耐蚀能力。
V：1、在低含量（0.05-0.1% ）提高韧性，细化晶粒。
2、在高含量（>0.2%）时形成V4C3碳化物，提高热强性。
Al：1、炼钢中良好的脱氧作用。
2、细化晶粒，提高钢的强度。
3、提高钢的抗氧化性能，提高不锈钢对强氧化性酸类的耐蚀能力。
Ti、Nb：1、细化晶粒。
2、在不秀钢中改善抗晶间腐蚀的能力。
Cu：1、强化铁素体（质量分数<1.5%。
）2 、提高钢的耐蚀能力（特别是硫酸）。
3 、产生析出强化作用。
（>3.0% ）W：1 、细化晶粒。
2 、提高淬透性。
3 、生成热稳定碳化物和氮化物提高钢的热强性。
Re：1、炼钢中起脱硫去气净化钢液的作用。
2、细化晶粒改善铸态组织（缩小柱状晶区）。
合金元素在钢中的作用
（ 碳） 钢 中加入合金元素后 ， 由 于 本 身 的 扩 散 能 力 很 差， 同时， 大 多 数 合 金 元 素 都会 降 低 碳 原 子 的扩 散 能 力 ， 从 而 增 大基 本 相 （ 固溶 体 、 金 属 化 合 物） 的稳 定 性 ， 使 钢 在 热 处 理 时 的各 种 转 变 被 推 迟和 滞 后 。 可见， 合 金 元 素 的作 用 是 通 过影 响热 处 理 工 艺过 程 中的 相 变 显现 出来 。 合 金 元 素 在 钢 中 的存 在 形 式 主 要 有 两 种 ： 一 是 溶
如图１ — １ （ ａ ） 所示； 强 碳化 物形 成元 素 ｃ ｒ 、 ｗ、 Ｍ０ 、 Ｖ、 Ｔ ｉ 等， 不 仅 使 Ｃ 曲线 右 移 ， 同 时还 将 珠 光 体 和 贝 氏体 转 变 分 成 两 个 区域 。 如 图 １ － １ （ ｂ ） 所示。 但 值 得 注 意 的 是 ， 只 有 合 金 元 素 完 全 溶 于 奥 氏 体 中才 会 使 Ｃ 曲线 右 移 ， 提 高 钢 的 淬 透 性 。 如 果 碳 化 物 形 成 元 素 未 能 溶 入 奥 氏体 ，而 是 以 未 溶 碳 化 物 微 粒 形 式存在 ， 在冷却 过程 中却会促进 过冷奥 氏体分解 ， 而 加 速 珠 光 体 的相 变 ， 这 样 反 而 会 降低 钢 的 淬 透 性 。
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例如， Ｍ ｎ可 以提 高 钢 的 常 温 强 度 、
硬 度及 耐磨 性 ， 含量 高 时 ， 焊 接 应 力 增 加。 Ｍｎ可 使 钢 的 高温 短 时 强 度 提 高 ， 但 对 持 久 强 度 和 蠕 变 极 限及 没 有 明显 的影 响 。 Ｃ ｒ 能提 高 钢 的强 度 。Ｃ ｒ 对 提 高钢 的 高 温 组 织 稳 定
合金元素在钢中的作用一览表
合金元素在钢中的作用一、发展合金钢的原因为什么要发展合金钢？当碳钢不能满足力学性能或某种特殊性能的要求时，就要采用合金钢。
合金钢就是在碳钢中适量地加入一种或几种其他元素而制成的具有特殊性能的钢。
合金钢一般具有较好的力学性能，而且因加入合金元素不同，还具有一些特殊性能，如高的耐磨性、耐蚀性、高磁性等。
碳素钢的缺陷1、综合机械性能差虽然碳素钢的强度、硬度随着含碳量的增加而提高，但塑性、韧性却随之下降，不能在同一成分中得到配合完善的综合机械性能。
2、热稳定性差碳钢在使用温度超过200℃后，软化变形，机械性能（强度、韧性）急剧下降，不能用于高温场合。
3、耐腐蚀性差碳钢在大多数介质中的耐腐蚀性很差，尤其对酸几乎没有任何抵御能力。
4、淬透性差碳钢不能用于制作大截面尺寸的重要零件。
淬火时，急冷易变形、开裂；缓冷，又淬不上火或淬透层很浅。
5、不能满足某些特殊性能要求如：耐低温、高磁性、无磁性等等。
二、合金元素在钢中的作用加入合金元素的作用如下：⑴、提高力学性能。
①、合金元素能溶入а-Fe，会使а-Fe晶格产生畸变，降低位错的易动性，产生固溶强化的效果，使铁素体的强度、硬度提高。
硅、锰可显著提高铁素体的硬度和强度，但含量过小时，对韧性影响不大。
铬、镍这两个元素含量适当时，可提高铁素体的硬度和强度，也可提高韧性。
②、合金元素可形成碳化物，使钢得到强化。
③、合金元素可使晶粒细化，提高钢的力学性能。
⑵、改善钢的热处理工艺性能。
加入合金元素后可提高钢的淬透性和回火稳定性。
⑶、可使钢获得特殊的物理、化学性能。
加入合金元素后，可使钢得到各种特殊性能，如耐酸、耐碱、高磁、耐高温等。
常见合金元素在钢中的作用为了合金化而加入的合金元素，最常用的有碳、硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝、硫、磷、氧等。
现分别说明它们在钢中的作用。
1、碳在钢中的作用：⑴、提高钢的硬度、强度2、硅在钢中的作用:⑴、提高钢的淬火、正火和退火温度，提高钢的回火稳定性和抗氧化性。
合金元素在钢中的作用
1. 合金元素对钢性能的影响钢材中合金元素可以提高钢铁材料洁净度、均匀度、组织细度等影响材料性能，提高冶金行业资源、能源利用效率，实现节能、环保，促进钢铁行业可持续发展。
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：(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。
(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，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。
2.合金元素的存在形式根据合金元素与碳的作用不同，可将合金元素分为两大类：碳化物形成元素，它们比Fe具有更强的亲碳能力，在钢中将优先形成碳化物，依其强弱顺序为Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe等，它们大多是过渡族元素，在周期表上均位于Fe的左侧；非碳化物形成元素，主要包括Ni、Si、Co、Al等，他们与碳一般不生成碳化物而固溶于固溶体中，或生成其它化合物如AlN，一般位于周期表的右侧。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用钢中的元素分常存和添加两种。
在实际生产和使用的钢中总是有少量非有意加入的各种元素，如硅、锤、磷、硫、氧、氮、氢等，这些元素称为常存或残余元素。
其中，硅、锺是脱氧后残留下来的；磷、硫主要是原材料带来的；而氧、氮、氢部分是原材料带来，其余部分是在冶炼过程中从空气中吸收的。
为了改善和提高钢的某些性能，或获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素。
常用的合金元素有铭(Cr）、镇（Ni ）、铝（Mo ）、鸽（W）、饥（V）、铁（Ti）、银（Nb ）、错（Zr）、钻（Co）、硅（Si）、锤（Mn）、铝（Al）、铜（Cu）、棚（B）、稀土(Re）等。
磷（P）、硫（S）、氮（N）等在某些情况下也起到合金元素的作用。
合金元素在钢中与铁和碳这两个基本组元的相互作用，以及它们彼此之间的相互作用，影响钢中各组成相、组织和结构，促使其发生有利的变化，可提高和改善钢的综合力学性能；能显著提高和改善钢的工艺性能，如洋透性、回火稳定性、切削加工性等；还可使钢获得一些特殊的物理化学性能，如耐热、不锈、耐腐蚀等。
这些性能的改善和获得，一部分是加入合金元素的直接影响，而大部分则是通过合金元素对钢的相变过程影响所引起的。
合金元素所起的作用，与其本身的原子结构、原子大小和晶体结构特征等有关。
人们对合金元素在钢中所起作用的认识是经过长期实践、不断探索而发展起来的，因此，还需不断地研究、探索、发展。
总的说来，合金元素在退火状态下起着强化铁素体的作用，从而提高退火状态下钢的强度。
它们对铁素体强化的程度由强到弱排列为P、Si、Ti、Mn,Al、Cu,Ni、W、Mo、V、Co、Cro除镇外，它们都使伸长率和冲击值下降，而镇一方面显著提高强度，另一方面却始终使塑性和韧性保持高水平。
除C o、Al外的大多数合金元素在洋火回火状态下均能提高钢的洋透性。
添加了合金元素的合金钢在硬度、强度（σb,a.),塑性指标（σ%，ψ%）等性能方面均高于碳钢，冲击韧性αk也较高。
钢的化学成分五大元素
钢的化学成分五大元素钢是一种常见的合金材料，由铁和一定比例的其他元素组成。
其中，钢的化学成分主要由五大元素组成，分别是碳、硅、锰、磷和硫。
这五大元素在钢材中扮演着不同的角色，影响着钢材的性能和用途。
首先是碳，碳是钢的主要合金元素。
它可以增加钢的硬度和强度，使钢具有良好的耐磨性和抗拉强度。
同时，适量的碳含量还可以提高钢的加工性能。
一般来说，碳含量越高，钢的硬度和强度就越高，但同时也会降低钢的可塑性和韧性。
因此，在不同的应用领域中，需要根据具体要求选择合适的碳含量。
其次是硅，硅是钢中的一种常见的合金元素。
硅的主要作用是提高钢的强度和耐热性能。
硅含量适中的钢材具有较高的强度和韧性，耐热性能也较好。
然而，过高的硅含量会降低钢的可塑性和冷加工性能。
因此，在不同的工艺和用途中，需要根据具体要求选择合适的硅含量。
第三是锰，锰是钢中的一种重要合金元素。
锰的主要作用是提高钢的硬度、强度和抗磨性能。
适量的锰含量可以使钢材具有较好的韧性和可塑性，同时还可以提高钢的耐腐蚀性能。
然而，过高的锰含量会导致钢的脆性增加，影响钢的可加工性能。
因此，在不同的使用环境和需求中，需要选择合适的锰含量。
第四是磷，磷是钢中的一种常见杂质元素。
磷的含量对钢的性能有着重要影响。
适量的磷含量可以提高钢的硬度和强度，但过高的磷含量会降低钢的可塑性和韧性，甚至引起钢的脆性断裂。
因此，在制造过程中需要控制磷含量，以保证钢材的性能和质量。
最后是硫，硫是钢中的一种常见杂质元素。
硫的含量对钢的性能也有一定影响。
适量的硫含量可以提高钢的切削性能和润滑性能，但过高的硫含量会降低钢的加工性能和韧性。
因此，在制造过程中也需要控制硫含量，以保证钢材的质量和使用性能。
钢的化学成分五大元素分别是碳、硅、锰、磷和硫。
这五大元素在钢材中的含量和比例会对钢的性能和用途产生重要影响。
在钢的制造和应用过程中，需要根据具体要求选择合适的化学成分，以达到所需的性能和质量要求。
只有合理控制这五大元素的含量，才能生产出优质的钢材，并满足不同领域的需求。
钢中合金元素的作用
合金元素在钢中的作用C元素：与钢中的其他合金元素结合形成碳化物硬质相，能与Cr，Fe等形成M7C3，M23C6，M3C等化合物，提高钢的硬度和和耐磨性；碳是碳化物形成的主要因素，碳的含量影响碳化物数量，但是不影响种类。
缺点：碳含量增加时使钢的耐蚀性降低，同时使碳钢焊接性能和冷加工性能变差Cr元素：Cr是一个有效提高耐蚀性的元素及较强的碳化物形成元素，同时C、Cr也是固溶强化元素1）提高钢的强度和硬度，同时降低塑性和韧性；2）使钢具有良好的抗腐蚀和抗氧化性能；3）提高钢的高温机械性能；4）阻止石墨化；5）提高钢的淬透性缺点：促进钢的回火脆性Si元素：非碳化物形成元素；Si钢中还原剂和脱氧剂，能显著提高钢的弹性极限，屈服点，和抗拉强度；与铬、钨、钼等元素结合提高钢的抗腐蚀性能和抗氧化作用；能固溶于铁素体和奥氏体，提高钢的强度和硬度；提高钢的淬透性和抗回火性；缩小γ区；缺点：含量较高时，焊接时造成飞溅，降低钢的焊接性能，会降低焊缝的抗热裂纹能力。
Mn 元素：在炼钢时，提高钢的强度，消除硫的影响，是良好的脱氧剂和脱硫剂；提高钢的淬透性，改善钢的加工性能；含锰量在11%到14%时，钢具有较高的耐磨性；扩大γ区，形成无限固溶体，对铁素体和奥氏体固溶强化，弱碳化物形成元素，进入固溶体代替铁原子形成合金渗碳体；缺点：Mn元素促进晶粒长大，可加入钼、钒、钛来细化晶粒，当锰的质量分数超过1%时，使钢的焊接性能变差；降低钢的耐锈蚀能力。
B元素：有利于脱氧造渣和自熔，提高润湿性；加入微量B，可显著提高钢的淬透性；在 Fe-C-B 系耐磨喷焊材料中，当 B 含量低于 2.37%时，B的含量增加喷焊层的耐磨性上升缓慢，因为形成了硬度不超过 HV1000的含硼渗碳体Fe3(C,B)，Fe23(C,B)6，故耐磨性提高较少。
当B的含量高于2.37%时，合金中出现 Fe2B，而Fe2B 硬度较高，随着Fe2B 的不断增加，涂层中形成均匀的耐磨骨架，能有效地降低高硬度磨粒的进入，故耐磨损性能急剧升高，但硼的含量大于4.0%，由于涂层脆性和形成的喷焊缺陷的增加反而导致涂层耐磨性出现降低的趋势Ni 元素：提高钢的淬透性；改善加工性能和可焊接性能，提高钢的耐腐蚀性能，不仅耐酸而且耐碱及大气腐蚀；细化晶粒；提高钢的强度而不降低其韧性。
合金元素在钢中的作用
四、合金元素对Fe-Fe3C状态图的影响
在铁碳合金中加入某种合金元素后，相当于二元合金变成了 三元和金。因此，必然会引起Fe-Fe3C状态图中临界点、相 区等发生相应变化。
3.1对奥氏体形成的影响
合金元素的加入提高了钢奥氏体化温度和延长了奥氏体化的 时间。Al、Ti、Nb、V元素强烈阻止了奥氏体晶粒长大，W 、Mo中等阻止奥氏体晶粒长大，C、P、Mn（高碳时）促进 奥氏体晶粒长大。
3.2 对Fe-Fe3C状态图中γ区的影响 根据对Fe-Fe3C状态图中γ区的影响，可以将合金元素分为 扩大γ区的元素和缩小γ区的元素两大类。
二、合金元素与碳氮的作用
碳是提高钢的强度和硬度的最有效元素合金元素 根据其与钢中碳的相互作用，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。 1、非碳化物形成元素 这类元素在钢中不能与碳化合，主要以原子态存在 于奥氏体中，Si、Al、Cu、Ni和Mo等即属于这一类 元素。
2、碳化物形成元素
这类元素能与钢中的碳化合，形成各种类型的碳化物。按其与碳结合 的能力由强到弱，这类元素依次是Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn 。只要有碳化物形成元素存在，Fe3C就不是钢中唯一的碳化物。 Ti、Zr、V、Nb等是强碳化物形成元素，能与碳单独结合，形成TiC、 ZrC、VC、NbC等特殊化合物。 Mn是弱碳化物形成元素，多溶于渗碳体中，形成渗碳体类型的碳化物 ，如（Fe、Mn)3C，这类碳化物常称为合金渗碳体。 W、Mo、Cr等是中强合金元素，当其含量低时，多溶于渗碳体，形成（ Fe、W)3C、（Fe、Mo)3C、（Fe、Cr)3C等合金渗碳体；而当其含量 足够高时，则单独形成（W、Fe)6C、（Cr、Fe)7C3和Cr23C6等特殊化 合物。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用在现代金属材料中，钢是最重要的金属材料之一，其用途涵盖建筑、机械制造及其他重要的工业应用。
随着科学技术的进步，现代钢的功能越来越强，从而提高了钢的性能，使其成为世界上最重要的工业材料。
其中最重要的一点就是钢所含合金元素的作用，它们在众多方面对钢的性能起着重要作用，包括提高钢的延展性、强度、硬度及耐腐蚀性等。
首先，加入合金元素可以改善钢的延展性。
具体而言，合金元素与钢中的碳元素形成稳定的晶界和结合，从而增强钢的韧性，使得钢更加具有延展性，这样在压力作用下就可以保持钢的厚度和体积稳定。
其次，合金元素可以改善钢的强度。
由于合金元素与钢中的碳元素形成稳定的晶界和结合，它可以抵抗外力的作用，使得钢具有更高的强度，从而可以承受更大的压力。
第三，合金元素可以改善钢的硬度。
合金元素的存在可以阻止钢的原子结构分解，从而提高钢的硬度，因此，添加合金元素可以增加钢的硬度和耐磨性，同时使钢更耐用。
最后，合金元素可以改善钢的耐腐蚀性。
合金元素可以形成一定程度上的化学反应，降低钢的活性，从而提高钢的耐腐蚀性，使其可以抵抗腐蚀介质的侵蚀，从而提高钢的使用寿命。
从上文我们可以得出，合金元素在钢中的作用是非常重要的，它可以提高钢的强度、硬度和耐腐蚀性，并能够抵抗外力的作用，使钢具有良好的延展性，使其能够承受强大的压力。
因此，不断加入合金元素是提高钢材性能的重要手段。
当前，科学家们正在密切研究合金元素在钢材中的作用，他们开发出了一些新型合金钢，如有机合金钢、夹晶体结构钢等，其中的合金元素有着更丰富的作用，能够更好地提高钢材的性能。
在未来，随着合金元素的不断发展，将大大改善现有钢材的性能，从而使钢材成为更加实用和强大的材料，以满足人们对高性能钢材的日益增长的需求。
综上所述，合金元素在钢中的作用无可置疑，它可以提高钢的性能和抗性，从而改善钢的功能，从而满足不断发展的当今社会的要求。
因此，添加合金元素仍然是提高钢的性能的重要手段之一。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用1.碳（C）：碳是钢中最常见的合金元素，它主要存在于钢的晶体结构中。
碳含量的增加可以提高钢的硬度和强度，但会降低其韧性和可焊性。
高碳钢常用于制造刀具等需要高硬度的应用。
2.硅（Si）：硅主要用于去氧化，它可以与氧反应生成氧化硅，从而减少钢中的氧含量。
合适的硅含量可以改善钢的塑性和可焊性。
3.锰（Mn）：锰是一种强力抗氧化元素，它可以减少钢中的氧气和硫化物含量，从而提高钢的强度和延展性。
锰还可以提高钢的耐磨性和硬度。
高锰含量的钢常用于制造铁路轨道等耐磨部件。
4.磷（P）：磷是一种杂质元素，存在于许多钢中。
高磷含量会降低钢的塑性和韧性，对钢的冷加工性能有不利影响。
因此，在高强度低合金钢和不锈钢中通常要控制磷含量。
5.硫（S）：硫是一种杂质元素，存在于矿石和燃料中，并通过冶炼过程进入钢中。
高硫含量会导致钢脆性增加，对钢的冷加工和焊接性能有不利影响。
因此，在高质量要求的钢材中需要控制硫含量。
6.铬（Cr）：铬是一种重要的合金元素，它能够提高钢的耐腐蚀性和氧化性。
铬与氧化剂反应生成一层致密的氧化铬保护层，防止钢材被进一步氧化。
高铬含量的钢常用于制造不锈钢等需要较高耐腐蚀性的应用。
7.镍（Ni）：镍可以提高钢的韧性和强度，增加钢的延展性和冲击韧性。
镍还能够提高钢在低温下的抗冷脆性能。
因此，镍在制造低温应用和高强度低合金钢中广泛使用。
8.钼（Mo）：钼主要用于提高钢的硬度和强度，增加钢的耐磨性和抗拉伸性。
钼还可以改善钢的热处理性能，促使材料形成致密的纳米结构，从而提高钢的力学性能。
9.钛（Ti）：钛主要用于去氧化和进行变质处理。
它结合钢中的氧，从而减少氧含量，提高钢的韧性和可焊性。
钛还可以通过与碳反应生成碳化钛，提高钢的硬度和强度。
10.铌（Nb）：铌主要用于细化晶粒和提高钢的强度。
铌的添加可以形成若干小晶粒，提高钢的塑性和韧性。
铌还可以通过与碳反应生成碳化铌，提高钢的硬度和强度。
总之，合金元素在钢中的作用是多方面的，可以改变钢的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性等性能，使钢更加适用于各种不同的应用领域。
各种合金元素在钢铁中的作用
各种合金元素在钢铁中的作用1、铬Cr 铬在钢中的角色多元且重要，它会形成稳定而硬的碳化物，而且具有抗蚀性，其主要作用有：a、增进钢的硬化能力和渗碳作用。
b、使钢在高温时具有高强度。
c、能增加耐磨耗性。
d、增高钢的淬火温度。
e、能增进钢的抗腐蚀性。
2、镍Ni 镍在钢中的影响有：a、增进钢的硬化能力。
b、能降低热处理时的淬火温度，因为在处理时的变形小。
c、能增加钢的韧性。
d、高镍合金钢能耐腐蚀，例如：不锈钢就含有8%左右的镍。
3、钨W 钨能耐高温，而且溶于钢中会与碳形成碳化物成为碳化钨，能提高钢的强度。
此外，a、钨能提高钢的淬火温度。
b、加强钢钢的断面组织细微化，抵抗挥霍软化。
c、可以降低淬火时钢的晶粒生长趋势。
d、钨钢刀具有红热硬度。
e、可增加钢的保磁性，故可配入钢中而制造永久磁钢。
4、钒V 钒可以无限量固溶入钢中，并能阻止奥氏体晶粒的长大，钒在钢中有脱酸除氧的能力，故含钒的钢，其断面结晶密实，此外，钒的作用还有：a、能提高淬火温度。
b、改善硬化能力，高温淬火加热时，能阻止其晶粒生长。
c、有助于钢的结晶组织细微化。
5、锰Mn 锰亦为钢中的重要元素，其作用及影响如下：a、添加适量时，锰含量增加可增加钢的最大强度及硬度。
b、锰有脱氧及脱硫的功效，故锰能发挥钢的锻造性与可塑性。
c、锰在钢中含量多，可降低钢的淬火温度。
d、可增进钢的硬化深度，尤其在含碳量高的由硬性锰钢最为显著。
6、钼Mo 钼可增加钢的最大强度及硬度，因此，在合金钢中也颇为重要：a、能改善钢在高温下抗拉及潜变强度。
b、在工作红热情况下，能使钢的硬度保持不变。
c、高速工具钢含钼，可予以较佳的机器切割性能。
d、合金钢中加入钼可去除回火脆性。
7、钴Co 钴为制造合金钢的重要元素，在钢中可以生成碳化物，但也可能有不良影响，它具有以下特性：a、钴可替代镍，如增加强度及耐热等性能。
b、会降低钢的硬化能。
c、能提高钢的淬火温度。
d、增加钢的保磁能力，故为制造磁石钢的主要元素。
钢中加入合金元素的作用
钢中加入合金元素的作用
在钢中加入合金元素可以带来以下几个方面的作用：
1. 提高强度和硬度：合金元素可以通过固溶强化、析出强化等方式提高钢的强度和硬度。
例如，加入碳、锰、铬等元素可以提高钢的硬度和强度。
2. 改善韧性和塑性：适量的合金元素可以改善钢的韧性和塑性，使其在受到外力作用时不易断裂或产生裂纹。
例如，加入镍、钼等元素可以提高钢的韧性。
3. 提高耐腐蚀性：一些合金元素可以提高钢的耐腐蚀性，使其在恶劣环境下具有更好的抗腐蚀性能。
例如，加入铬、镍、钼等元素可以形成不锈钢，提高钢的耐腐蚀性。
4. 改善焊接性能：某些合金元素可以改善钢的焊接性能，使其在焊接过程中不易产生裂纹、气孔等缺陷。
例如，加入钛、钒等元素可以改善钢的焊接性能。
5. 优化热处理性能：合金元素可以影响钢的相变点和晶粒长大行为，从而优化钢的热处理性能。
通过合理选择合金元素，可以使钢在热处理过程中达到预期的组织和性能。
6. 获得特殊性能：不同的合金元素可以赋予钢特殊的性能，如耐磨性、高温强度、磁性等。
例如，加入钨、钴等元素可以提高钢的耐磨性。
总之，在钢中加入合金元素可以显著改善钢的性能，使其适应各种工程应用的需求。
通过合理选择和控制合金元素的种类、含量以及热处理工艺，可以获得具有优异综合性能的合金钢材料。
合金元素在钢中的主要作用
合金元素在钢中的主要作用1.强度增加：合金元素的添加可以显著提高钢的强度。
例如，镍和铬被广泛用于制造不锈钢，它们可以提高钢的强度和耐腐蚀性能。
其他合金元素如硼、钼、钛和钒等也可以提高钢的强度。
2.耐腐蚀性提高：合金元素的添加可以提高钢的耐腐蚀性。
例如，铬的添加可以形成一层钝化膜，保护钢材不受环境腐蚀的影响。
因此，不锈钢中添加了较高比例的铬来提高其抗腐蚀性。
3.硬度增加：合金元素对钢的硬度有直接的影响。
添加硅和锰可以增加钢的硬度，从而提高其抗磨损性能。
硬度的提高对于汽车发动机零件、刀具和轴承等耐磨件来说是非常重要的。
4.可加工性改善：有些合金元素可以提高钢的可加工性，使得钢更容易被切削、锻造和焊接。
铝和钛等元素可以形成易于切削和锻造的中间相，从而提高钢材的可塑性。
5.热处理性能改善：合金元素的添加可以改善钢的热处理性能，使得钢更容易通过热处理来改变其组织和性质。
例如，铌和钛等合金元素的添加可以在钢中形成稳定的碳化物，从而提高硬化深度和抗热脆性。
6.电磁性能调节：合金元素的加入还可以影响钢的电磁性能。
例如，镍和锰等元素的添加可以提高钢的磁导率，使其更适合用于电磁设备和电动机。
7.温度变化下的性能稳定性：合金元素的添加可以使钢在温度变化下保持稳定的性能。
例如，锰和硅等元素的添加可以减轻钢在高温下的软化倾向，从而提高其高温下的机械性能。
值得注意的是，不同的合金元素对钢的性质有不同的影响。
合金元素的种类、含量、配比和钢的制造工艺等因素都会对钢的性能产生显著的影响。
因此，在具体的钢材制造中，需要根据不同的要求和使用环境来选择合适的合金元素组合，以达到最佳的性能。
各种化学元素在不锈钢中的作用
各种化学元素在不锈钢中的作用不锈钢是一种合金材料，由铁、铬、镍等元素组成。
它的特点是具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优良性能。
化学元素在不锈钢中的作用主要体现在以下几个方面：1.铁（Fe）：铁是不锈钢的主要成分之一，它赋予不锈钢良好的强度和可塑性。
同时，铁的存在使得不锈钢具备了磁性。
2.铬（Cr）：铬是不锈钢中最重要的合金元素。
通过添加铬元素，能够形成致密的氧化铬层，从而防止不锈钢表面的金属继续氧化。
这种氧化铬层是保护不锈钢抗腐蚀性的关键，只有当其厚度达到一定标准时，不锈钢才能真正发挥其耐腐蚀的特性。
3.镍（Ni）：镍对不锈钢的作用主要体现在增强抗腐蚀性能方面。
镍的加入可以提高不锈钢的抗酸性、碱性和耐高温性能。
此外，镍还能改善钢的可塑性和韧性。
4.锰（Mn）：锰是不锈钢中的合金元素之一、它的作用是增加不锈钢的塑性和强度，并提高其耐腐蚀性。
5.钼（Mo）：钼主要用于改善不锈钢的耐酸性和耐腐蚀性能。
它可以提高不锈钢在高温和酸性环境下的稳定性。
6.硅（Si）：硅是一种既能增强不锈钢抗氧化性能又能提高其韧性的合金元素。
硅能够促进铬在钢中的溶解度和氧化铬层的形成。
7.钛（Ti）：钛能够与铬形成一种稳定的氧化物，可以提高不锈钢的抗氧化性能和耐蚀性。
8.铌（Nb）：铌主要用于改善不锈钢的耐腐蚀性和强化效果。
添加适量的铌可以提高不锈钢的抗应力腐蚀性和抗晶间腐蚀性能。
9.钠（Na）：钠在不锈钢中的含量通常很低，但它对抗菌性能和耐腐蚀性有一定的作用。
总之，不锈钢中的各种化学元素通过相互配合作用，形成了一种优良的合金材料，使得不锈钢具有了高强度、耐腐蚀、耐高温等特性。
同时，化学元素的掺杂和调整，也使得不锈钢在特定环境下具备了更好的耐腐蚀性和抗腐蚀性能。
这使得不锈钢广泛应用于建筑、化工、医药、食品加工等领域。
常见合金元素在钢中的作用
8、钒在钢中的作用
⑴、细化钢的组织和晶粒；提高晶粒粗化温度，从而降低钢的过热敏感性。
⑵、在高温溶入奥氏体时，增加钢的淬透性；如以碳化物形式存在时，却将降低钢的淬透性。
⑵、铬加入钢中能显著改善钢的高温抗氧化性（不起皮）。
⑶、显著提高钢的淬透性，改善钢的抗回火稳定性。
⑷、阻止石墨化
缺点：①、铬能促进钢的回火脆性倾向。
5、镍在钢中的作用
⑴、可提高钢的强度而不显著降低其塑性。
⑵、镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。
⑶、改善钢的加工性和可焊性。
⑸、提高钢的淬透性，回火稳定性，防止回火脆性。
缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
7、钨在钢中的作用
⑴、提高钢的硬度、强度和耐磨性
⑵、增加淬火钢的回火稳定性，并产生二次硬化效应（约560℃回火时析出弥散分布的W2C）
⑶、提高钢的抗氢性能。
⑷、是使钢具有热硬性。因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
⑴、钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度；
⑵、并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
10、铌在钢中的作用
⑴、铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。
⑷、镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
合金元素在钢中的作用
元素在钢中的作用一、常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。
这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。
这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。
1）硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。
它是钢中的一种有害元素。
硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合物。
而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。
含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。
高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。
2）磷磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。
磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。
特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。
冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。
高级优质钢：P＜0.025%；优质钢：P＜0.04%；普通钢：P＜0.085%。
3）锰锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。
由于锰可以与硫形成高熔点(1600℃)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。
锰具有很好的脱氧能力，能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是降低钢的脆性，提高钢的强度和硬度。
因此，锰在钢中是一种有益元素。
一般认为，钢中含锰量在0.5%～0.8%以下时，把锰看成是常存杂质。
技术条件中规定，优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%～0.8%；而较高含锰量的结构钢中，其量可达0.7%～1.2%。
4）硅硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。
合金元素在钢中的作用
合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用，不外是与钢中的铁和碳两个基本组元发生作用，合金元素之间的相互作用，以及由此而影响钢的组织和相变过程，改变钢的性能等。
下面仅简述其几方面最基本的作用。
一、强化铁素体大多数合金元素都能溶于铁素体，形成合金铁素体。
由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高，但塑性和韧性有下降的趋势。
如Si、Mn能显著提高铁素体的强度和硬度，但Si超过1%，Mn 超过1.5%时，都会降低铁素体的韧性，只有Ni比较特殊，在一定范围内（不超过5%）能显著强化铁素体的同时又能提高韧性。
二、形成合金碳化物在钢中能形成碳化物的元素有Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti等（按与碳的亲合能力由弱到强依次排列）。
与碳的亲合力超强，形成的碳化物越稳定。
根据合金元素与碳的亲合力的强弱和元素在钢中含量的多少，钢中的合金碳化物有合金渗碳体和特殊碳化物两种类型。
弱碳化物形成元素（如Mn）或较强碳化物形成元素（如Cr、W等）在钢中含量不多（0.5~3%）时，一般都倾向于溶入渗碳体形成合金渗碳体。
如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C、(Fe,W)3C 等。
合金渗碳体的硬度和稳定性都略高于渗碳体。
强碳化物形成元素（如V、Nb、Ti等）或较强碳化物形成元素在钢中含量足够高（大于5%）时，就形成与渗碳体晶格完全不同的特殊碳化物。
如Cr23C6、WC、VC、TiC等。
这些碳化物具有更高的熔点、硬度和耐磨性，并且更为稳定。
在淬火加热时很难溶于奥氏体；回火时加热到较高温度才能从马氏体中析出；聚集长大也较慢。
当其在钢中呈弥散分布时，能显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而不降低韧性。
所以工具钢中常加入碳化物形成元素。
三、阻碍奥氏体的晶粒长大强碳化物形成元素Ti、Nb、V等形成的碳化物及Al形成的AlN、Al2O3等细小质点，分布在奥氏体晶界上，能强烈地阻碍奥氏体晶粒的长大，所以合金钢（除锰钢外）淬火加热时不易过热，这样有利于获得细马氏体；有利于提高加热温度，使奥氏体中溶入更多的合金元素，有利于改善钢的淬透性和机械性能。
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几种常用合金元素在钢中的作用为了合金化而加入的合金元素，最常用的有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒，钛，铌、硼、铝等。
现分别说明它们在钢中的作用。
1、硅在钢中的作用:(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
(2) 硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。
硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。
含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
缺点：（4）使钢的焊接性能恶化。
2、锰在钢中的作用（1）锰提高钢的淬透性。
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是，①含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。
这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服：⑧当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏，④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
3、铬在钢中的作用（1）铬可提高钢的强度和硬度。
（2）铬可提高钢的高温机械性能。
（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性（4）阻止石墨化（5）提高淬透性。
缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性。
4、镍在钢中的作用（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性。
（3）改善钢的加工性和可焊性。
（4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
5、钼在钢中的作用（1）钼对铁素体有固溶强化作用。
（2）提高钢热强性（3）抗氢侵蚀的作用。
（4）提高钢的淬透性。
缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
6、钨在钢中的作用(1) 提高强度（2）提高钢的高温强度。
（3）提高钢的抗氢性能。
（4）是使钢具有热硬性。
因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
7、钒在钢中的作用(1)热强性。
（2）钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
8、钛在钢中的作用（1）钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度；（2）并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。
使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。
因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
9、铌在钢中的作用（1）铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。
(2)有极好的抗氢性能。
(3)铌能提高钢的热强性10、硼在钢中的作用；（1）提高钢的淬透性。
（2）提高钢的高温强度。
强化晶界的作用。
11、铝在钢中的作用(1)用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度；(2)提高钢的抗氧化性能。
曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4％AI即可改变氧化皮的结构，加入6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。
当铝和铬配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。
例如，含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金，在1 400C高温时，仍具有相当好的抗氧化性。
由于铝的这一作用，近年来，常把铝作为合金元素加入耐热钢中。
(3)此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5的抗腐蚀性。
缺点：①脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。
②当含铝较高时．其高温强度和韧性较低元素名称对组织的影响对性能的影响Al缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为36％及0.6％，不形成碳化物，但与氮及氧亲和力极强主要用来脱氧及细化晶粒。
在滲氮钢中促进形成坚硬耐蚀的滲氮层。
含量高时，赋予钢在高温时抗氧化及耐氧化性介质、H2S气体的腐蚀的性能。
固溶强化作用大。
在耐热合金中，与镍形成γ’相（Ni3Al），从而提高其热强性。
有促使石墨化倾向，对淬透性影响不显著As缩小γ相区，形成γ相圈，作用与磷相似，在钢中偏析严重含量不超过0.2％时，对钢的一般力学性能影响不大，但增加回火脆性的敏感性B缩小γ相区，但因形成Fe2B，不形成γ相圈。
在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为不大于0.008％0.02％微量硼在晶界上阻抑铁素体晶核的形成，从而延长奥氏体的孕育期，提高钢的淬透性。
但随着钢中碳含量的增加，此种作用逐渐减弱以至完全消失C扩大γ相区，但因渗碳体的形成，不能无限固溶。
在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为0.02％及2.1％随含量的增加，提高钢的硬度和强度，但降低其塑性和韧性Co无限固溶于γ铁，在α铁中的溶解度为76％。
非碳化物形成元素有固溶强化作用，赋予钢红硬性，改善钢的高温性能和抗氧化及耐腐蚀的能力，为超硬高速钢及高温合金的重要合金元素。
提高钢的Ms 点，降低钢的淬透性Cr缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁中无限固溶，在γ铁中的最大溶解度为12.5％，中等碳化物形成元素，随铬含量的增加，可形成（Fe,Cr）3C, Fe,Cr）7C3及Fe,Cr）27C3,等碳化物增加钢的淬透性并有二次硬化作用，提高高碳钢的耐磨性。
含量超过12％时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用，并增加钢的热强性。
为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金化元素。
含量高时，易发生σ相和475℃脆性。
溶于渗碳体中的铬，提高了碳化物的热力稳定性，阻止了碳化物的分解，抑制了石墨化的产生。
Cu扩大γ相区，但不无限固溶；在α铁及γ铁中最大溶解度分别约2％或8.5％。
在724及700℃时，在α铁中的溶解度剧降至0.68％及0.52％当含量超过0.75％时，经固溶处理和时效后可产生时效强化作用。
含量低时，其作用与镍相似，但较弱。
含量较高时，对热变形加工不利，如超过0.3％，在氧化气氛中加热，由于选择性氧化作用，则在表面将形成一富铜层，高温时熔化并侵蚀钢表面层的晶粒边界，在热变形加工时导致高温铜脆现象。
如钢中同时含有超过铜含量1/3的镍，则可避免此钟铜脆的发生，如用于铸钢件，则无上述弊病。
在低碳低合金钢中，特别与磷同时存在时，可提高钢的抗大气腐蚀性能。
2％～3％铜在奥氏体不锈钢中可提高其对硫酸、磷酸及盐酸等的抗腐蚀性及对应力腐蚀的稳定性H扩大γ相区，在奥氏体中的溶解度远大于在铁素体中的溶解度；在铁素体中的溶解度也随着温度的下降而剧减氢使钢易产生白点等不允许有的缺陷，也是导致焊缝热影响区中发生冷裂纹的重要因素。
因此，应采取一切可能的措施降低钢中的氢含量Mn扩大γ相区，形成无限固溶体。
对铁素体及奥氏体均有较强的固溶强化作用。
为弱碳化物形成因素，进入渗碳体替代部分铁原子，形成合金渗碳体与硫形成熔点较高的MnS，可防止因FeS而导致的热脆现象。
降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善其机械性能，为低合金钢的重要合金化因素之一，并为无镍及少镍奥氏体钢的主要奥氏体化因素。
提高钢的淬透性的作用强，能提高钢的耐磨性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向，且对过热敏感Mo缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为4％及37.5％。
强碳化物形成元素。
阻抑奥氏体到珠光体转变的能力最强，从而提高钢的淬透性，并为贝氏体高强度钢的重要合金化元素之一。
含量约0.5％时，能降低或阻抑其他合金元素导致的回火脆性。
在较高回火温度下，形成弥散分布的特殊碳化物，有二次硬化作用。
提高钢的热强性和蠕变强度，含量为2％～3％时能增加耐蚀钢抗有机酸及还原性介质发生的能力。
有抑制回火脆性作用N扩大γ相区，但由于形成氮化铁而不能无限固溶；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为0.4％及2.8％。
不形成碳化物，但与钢中其他元素形成氮化物，如TiN、VN、AlN等有固溶强化和提高淬透性的作用，但均不太显著。
由于氮化物在晶界上析出，提高晶界高温强度，从而增加钢的蠕变强度。
在奥氏体钢中，可以取代一部分镍。
与钢中其他元素化合，有沉淀硬化作用；对钢抗腐蚀性能的影响不显著，但钢表面渗氮后，不仅增加其硬度和耐磨性能，而且可显著改善其抗蚀性。
在低碳钢中，残余氮会导致时效脆性Xt(RE)包括元素周期表ⅢB族中镧系元素及钇和钪，共17个元素。
它们都缩小γ相区，除镧外，都由于中间化合物的形成而不形成γ相圈；它们在铁中的溶解度都很低，如鈰和钕的溶解度都不超过0.5％。
它们在钢中，半数以上进入碳化物中，小部分进入夹杂物中，其余都分存在于固溶体中。
它们与氧、磷、硫、氮、氢的亲和力很强，与砷、锑、铅、铋、锡等也都能形成熔点较高的化合物有脱气、脱硫和消除其他有害杂质的作用，还改善夹杂物的形态和分布，改善钢的铸态组织，从而提高钢的质量。
0.2％的稀土加入量可以提高钢的抗氧化性，高温强度及蠕变强度，也可以较大幅度地提高不锈耐酸钢的耐蚀性S缩小γ相区，因有FeS的形成，未能形成γ相圈。
在铁中溶解度很小，主要以硫化物的形式存在提高硫和锰的含量，可以改善钢的被切屑性。
在钢中偏析严重，恶化钢的质量。
如以熔点较低的FeS的形式存在时，将导致钢的热脆现象发生。
为了防止硫导致的热脆，应有足够的锰，而形成熔点较高的MnS。
硫含量偏高，焊接时由于SO2的产生，将在焊接金属内形成气孔和疏松Si缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为18.5％及2.15％。
不形成碳化物为常用的脱氧剂。
对铁素体的固溶强化作用仅次于磷，提高钢的电阻率，较低磁滞损耗，对磁导率也有所改善，为硅钢片的主要合金化元素。
提高钢的淬透性和抗回火性，对钢的综合机械性能，特别是弹性极限有利，还可增强钢在自然条件下的耐蚀性。
为弹簧钢和低合金高强度钢中常用的合金元素。
含量较高时，对钢的焊接性不利，因焊接是喷溅较严重，有损焊接质量，并易导致冷脆；对中、高碳钢回火易产生石墨化Ti缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为7％及0.75％，系最强的碳化物形成元素，与氮的亲和力也极强固溶状态时，固溶强化作用极强，但同时降低固溶体的韧性。
固溶于奥氏体中提高钢的淬透性的作用极强，但对化合钛，其细微颗粒形成新相的晶核会促进奥氏体分解，降低钢的淬透性。
提高钢的回火稳定性，并有二次硬化作用。
含量高时析出弥散分布的拉氏相TiFe2,而产生时效强化作用。
提高耐热钢的抗氧化性和热强性，如蠕变和持久强度。
在高镍含铝合金中形成γ’相〔Ni3(Al,Ti)〕，弥散析出，提高合金的热强性。
有防止和减轻不锈耐酸钢晶间和应力腐蚀的作用。
由于细化晶粒和固定碳，对钢的焊接性有利V缩小γ相区，形成γ相圈；在α铁中无限固溶，在γ铁中的最大溶解度约为1.35％。
强碳化物及氮化物形成元素固溶于奥氏体中可提高钢的淬透性。
但以化合物状态存在的钒，由于这类化合物的细小颗粒形成新相的晶核，因此将降低钢的淬透性。