合金鋼是鋼材中除鐵和碳外,，還加入其他合金元素,。在普通碳鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或多種合金元素形成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同，采用適當(dāng)?shù)募庸すに?，可以獲得高強(qiáng)度,、高韌性,、耐磨,、耐腐蝕、耐低溫,、耐高溫,、無磁性等特殊性能。
添加元素的效果如下：

1,、碳（C）：鋼中碳含量增加,，屈服點和抗拉強(qiáng)度增加，但塑性和沖擊性能下降,。當(dāng)含碳量超過0.23%時,，鋼材的焊接性能變差，故用于焊接,。低合金結(jié)構(gòu)鋼的含碳量一般不超過0.20%,。高碳含量也將降低鋼的耐大氣腐蝕性能，如果放在露天的位置不容易生銹; 此外,，碳會增加鋼的冷脆性和時效敏感性,。

2、硅（Si）：在煉鋼過程中加入硅作為還原劑和脫氧劑,，所以鎮(zhèn)靜鋼含硅0.15-0.30%,。如果鋼中的硅含量超過 0.50-0.60%，則硅被視為合金元素,。硅能顯著提高鋼的彈性極限,、屈服點和抗拉強(qiáng)度，因此被廣泛用作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.0-1.2%的硅,，強(qiáng)度可提高15-20%,。硅與鉬、鎢,、鉻等結(jié)合,，具有提高耐蝕性和抗氧化性的作用，可生產(chǎn)耐熱鋼,。含硅1-4%的低碳鋼具有極高的磁導(dǎo)率,，在電氣工業(yè)中用作硅鋼片。

3,、錳（Mn）：在煉鋼過程中,，錳是一種很好的脫氧劑和脫硫劑。一般鋼材含有0.30-0.50%的錳,。當(dāng)在碳鋼中加入0.70%以上時,，就被認(rèn)為是“錳鋼”。與普通鋼相比,，它不僅具有足夠的韌性，而且具有更高的強(qiáng)度和硬度,，提高了鋼的淬透性,，提高了鋼的熱加工性。例如16Mn鋼的屈服點比A3鋼高40%,。含11-14%錳的鋼具有極高的耐磨性,，用于挖掘機(jī)鏟斗、球磨機(jī)襯板等,。錳含量的增加削弱了鋼的耐腐蝕性能,，降低了焊接性能。

4,、磷（P）：一般來說,，磷是鋼中的有害元素，會增加鋼的冷脆性,，使焊接性能變差,，降低塑性，使冷彎性能變差,。因此,，一般要求鋼中的磷含量小于0.045%，對鋼的要求較低,。

5,、硫（S）：硫在正常情況下也是一種有害元素。它使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性,，并在鍛軋過程中產(chǎn)生裂紋,。硫還會損害焊接性能，降低耐腐蝕性,。因此,，一般要求硫含量小于0.055%，鋼含量要求小于0.040%,。在鋼中加入0.08-0.20%的硫可以提高切削加工性,，通常稱為易切削鋼。

6,、鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中,，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性,，但同時降低塑性和韌性,。鉻能提高鋼的抗氧化性和抗腐蝕性能，因此是不銹鋼和耐熱鋼的重要合金元素,。

7,、鎳（Ni）：鎳可以增加鋼的強(qiáng)度，同時保持良好的塑性和韌性,。鎳對酸和堿具有很高的耐腐蝕性,，在高溫下具有防銹和耐熱能力。但由于鎳是一種相對稀缺的資源,，應(yīng)盡可能使用其他合金元素來替代鎳鉻鋼,。

8、鉬（Mo）：鉬可以細(xì)化鋼的晶粒,，提高淬透性和熱強(qiáng)度,，并在高溫下保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變性（高溫下的長期應(yīng)力和變形，說蠕變）,。在結(jié)構(gòu)鋼中添加鉬可以提高機(jī)械性能,。還可抑制合金鋼因淬火而產(chǎn)生的脆性。它可以改善工具鋼的發(fā)紅,。

9,、鈦（Ti）：鈦是鋼中的強(qiáng)脫氧劑?？墒逛摰膬?nèi)部組織致密,，細(xì)化晶粒強(qiáng)度；降低老化敏感性和冷脆性,。提高焊接性能,。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟伩梢员苊饩чg腐蝕,。

10、釩（V）：釩是一種優(yōu)良的鋼脫氧劑,。在鋼中加入0.5%的釩,，可以細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性,。釩與碳形成的碳化物可提高高溫高壓下的抗氫腐蝕能力,。

11、鎢（W）：鎢熔點高,，專一性高,，是一種昂貴的合金元素。鎢和碳形成碳化鎢,，具有很高的硬度和耐磨性,。在工具鋼中加入鎢可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)度，可用作切削工具和鍛模,。

12,、鈮（Nb）：鈮能細(xì)化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性,，增加強(qiáng)度,，但降低塑性和韌性。在普通低合金鋼中加入鈮,，可以提高耐大氣腐蝕和高溫下對氫,、氮、氨的腐蝕能力,。鈮可以提高焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加入鈮可以防止晶間腐蝕,。

13,、鈷（Co）：鈷是一種稀有貴金屬，多用于特殊鋼和合金,，如熱強(qiáng)鋼和磁性材料,。

14、銅（Cu）：武鋼用大冶礦冶煉鋼,，鋼中常含有銅,。銅可以提高強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能,。缺點是熱加工時易產(chǎn)生熱脆性,，當(dāng)銅含量超過0.5%時塑性顯著降低。當(dāng)銅含量低于0.50%時,，對焊接性沒有影響,。

15、鋁（Al）：鋁是鋼中常用的脫氧劑。在鋼中加入少量鋁可以細(xì)化晶粒,，提高沖擊韌性,，如用于深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和耐腐蝕性,。鋁與鉻,、硅的結(jié)合可顯著提高鋼的高溫不結(jié)皮性能和高溫耐腐蝕性能。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性,、焊接性能和切削性能,。

16、硼（B）：鋼中加入少量硼,，可提高鋼的致密性和熱軋性能,，增加其強(qiáng)度。

17,、氮（N）：氮能提高鋼的強(qiáng)度,、低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性,。

18,、稀土（Xt）：稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57-71的15種鑭系元素。這些元素都是金屬,，但它們的氧化物就像“土”,，所以習(xí)慣上稱為稀土。在鋼中加入稀土,，可以改變鋼中夾雜物的成分,、形狀、分布和性能,，從而改善鋼的各種性能,，如韌性、焊接性,、冷加工性等,。在犁鏵鋼中添加稀土可以提高耐磨性。
合金結(jié)構(gòu)鋼是以碳結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),，加入一種或多種小于5%的元素,。在鋼中加入合金元素，首先提高了鋼的淬透性,，保證了鋼熱處理后具有良好的綜合力學(xué)性能,，并具有較高的強(qiáng)度和足夠的韌性。

1,、根據(jù)熱處理工藝的不同,，大致分為：

(1)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼：許多重要零件,，如軸、連桿,、重要螺栓等,，大都在大交變應(yīng)力、沖擊載荷等多種復(fù)雜應(yīng)力下工作,，因此要求強(qiáng)度較高的綜合機(jī)械韌性和韌性的特性,。為了滿足上述要求，鋼件必須經(jīng)過淬火和高溫回火處理（即調(diào)質(zhì)處理）,，淬火處理獲得馬氏體組織,，然后高溫回火獲得索氏體組織。調(diào)質(zhì)鋼的含碳量在0.3-0.5%之間,。含碳量低不易硬化,，回火后達(dá)不到要求的強(qiáng)度；高碳含量導(dǎo)致低韌性和使用過程中發(fā)生脆性斷裂,。

(2)表面淬火鋼：成品零件可用某種類型的熱板進(jìn)行處理,，以獲得堅硬耐磨的表面層和柔韌適度的心。例如,，為了傳遞扭矩,，齒輪必須有足夠的強(qiáng)度，在換擋過程中承受沖擊載荷,，并要求有韌性,。在嚙合過程中，齒輪承受強(qiáng)磨損,，具有耐磨性,。因此，齒輪應(yīng)具有綜合強(qiáng)度高和“硬而韌”的性能,。

2,、按熱處理工藝分，主要有：

(1)用過的低碳鋼的滲碳淬火：含碳量一般在0.10-0.25%之間,，以保證零件芯部具有良好的韌性。在滲碳用的燒結(jié)鋼中加入<2%鉻,、<4.5%鎳,、2%錳和0.001-0.004%硼，可提高鋼的淬透性,，改善零件芯部的組織和性能,。滲碳層的強(qiáng)度和塑性；有時會加入少量的鈦,、釩等元素,，以細(xì)化晶粒,，防止?jié)B碳時過熱的影響。

(2)滲氮處理：復(fù)合鋼中含鋁的鋼,，如38CrMoAL,，屬于滲氮鋼。鋁可以與氮化結(jié)合形成氮化鋁,，增加表面硬度和耐磨性,。

(3)碳鋼高頻感應(yīng)加熱表面淬火：合金結(jié)構(gòu)鋼按冶金質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)鋼和優(yōu)質(zhì)鋼（鋼號后加“A”）；用途分為壓力加工（熱壓加工或冷壓加工）和切削加工鋼材,；按供貨狀態(tài)分為非熱處理,、正火、退火或高溫回火,。