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金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用, 正是利用了这些强化机制。由于过冷奥氏体稳定性增大, 合金钢在正火状态下可得到层片距离更小的珠光体, 或贝氏体甚至马氏体组织, 从而强度大为增加。mn、cr、cu的强化作用较大, 而si、al、v、mo等在一般含量(例如一般结构钢的实际含量)下影响很小。提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度, 就要设法增大位错运动的阻力。

许多元素, 如cr、mo、v、ti、al等在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点, 增大钢的粘度, 降低流动性, 使铸造性能恶化。塑性加工分热加工和冷加工。合金元素溶入固溶体中, 或形成碳化物(如cr、mo、w等), 都使钢的热变形抗力提高和热塑性明显下降而容易锻裂。一般合金钢的热加工工艺性能比碳钢要差得多。提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度, 就要设法增大位错运动的阻力。

除co、al外, 多数合金元素都使ms和mf点下降。其作用大小的次序是：mn、cr、ni、mo、w、si。其中mn的作用, si实际上无影响。当回火温度低于450℃时, 钢中析出渗碳体; 在450℃以上渗碳体溶解, 钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物mo2c、w2c、vc等, 使硬度重新升高, 称为沉淀硬化。仅在高含量并有其他合金元素存在时, 由于能生成弥散分布的金属间化合物才有效。增大回火脆性 和碳钢一样, 合金钢也产生回火脆性, 而且更明显。这是合金元素的不利影响。