在一般碳素钢基础上添加恰当的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。依据添加元素的不一样，并采纳恰当的加工工艺，可取得高强度、高耐性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特别功能。

　　合金钢的首要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其间钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物构成元素，只需有满足的碳，在恰当条件下，就能构成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状况进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物构成元素，其间一有些以原子状况进入固溶体中，另一有些构成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不构成碳化物元素，一般以原子状况存在于固溶体中。

　　合金钢品种许多，一般按合金元素含量多少分为低合金钢（含量＜5％），中合金钢（含量5％～10％），高合金钢（含量＞10％）；按质量分为优异合金钢、特质合金钢；按特性和用处又分为合金构造钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、翻滚轴承钢、合金弹簧钢和特别功能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。

　　在钢中除含铁、碳和少数不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外，还富含必定量的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、硌、矾、钛、铌、硼、铅、稀土等其间的一种或几种，这种钢叫合金钢 各的合金钢体系，随各自的资本状况、生产和使用条件不一样而不一样，国外以往曾开展镍、硌钢体系，我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢体系 合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是在电炉中锻炼的按用处能够把合金钢分为8大类，它们是：合金构造钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。

　　合金钢依据各种元素在钢中构成碳化物的倾向，可分为三类： 
　　①强碳化物构成元素，如钒、钛、铌、锆等。 
　　这类元素只需有满足的碳，在恰当的条件下，就构成各自的碳化物;仅在缺碳或高温的条件下,才以原子状况进入固溶体中。
　　②碳化物构成元素，如锰、铬、钨、钼等。这类元素一有些以原子状况进入固溶体中，另一有些构成置换式合金渗碳体,如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等,假如含量超越必定极限（除锰以外），又将构成各自的碳化物,如(Fe，Cr)7C3、(Fe，W)6C等。 
　　③ 不构成碳化物元素，如硅、铝、铜、镍、钴等。这类元素一般以原子状况存在于奥氏体、铁素体等固溶体中。合金元素中一些对比生动的元素，如铝、锰、硅、钛、锆等，很简单和钢中的氧和氮化合，构成安稳的氧化物和氮化物，一般以搀杂物的形状存在于钢中。锰、锆等元素也和硫构成硫化物搀杂。钢中富含满足数量的镍、钛、铝、钼等元素时能构成不一样类型的金属间化合物。有的合金元素如铜、铅等，假如含量超越它在钢中的溶解度，则以较纯的金属相存在。

　　钢的功能取决于钢的相构成，相的成分和构造，各种相在钢中所占的体积组分和互相相对的散布状况。合金元素是经过影响上述要素而起效果的。对钢的相变点的影响 首要是改动钢中相变点的方位，大致能够概括为以下三个方面： 
　　①改动相变点温度。一般来说，拓展γ相(奥氏体)区的元素，如锰、镍、碳、氮、铜、锌等,使A3点温度下降,A4点温度添加;相反,减小γ相区的元素，如锆、硼、硅、磷、钛、钒、钼、钨、铌等,则使A3点温度添加，A4点温度下降。惟有钴使A3和A4点温度均添加。铬的效果对比特别,含铬量小于7％时使A3点温度下降,大于7％时则使A3点温度进步。 
　　②改动共析点S的方位。减小γ相区的元素，均使共析点S温度添加；拓展γ相区的元素,则相反。此外简直一切合金元素均下降共析点S的含碳量，使S点向左移。不过碳化物构成元素如钒、钛、铌等（也包含钨、钼），在含量高至必定极限今后,则使S点向右移。 
　　③改动γ相区的形状、巨细和方位。这种影响较为复杂，一般在合金元素含量较高时，能使之发作明显改动。例如镍或锰含量高时，可使γ相区拓展至室温以下，使钢变成单相的奥氏体安排；而硅或铬含量高时，则可使γ相区缩得很小乃至彻底不见，使钢在任何温度下都是铁素体安排。

　　合金钢合金元素在钢中的效果 
　　对钢加热和冷却时相变的影响 钢加热时的首要固态相变对错奥氏体相向奥氏体相的改动，即奥氏体化的进程。全部进程都和碳的分散有关。合金元素中，非碳化物构成元素如镍、钴等，下降碳在奥氏体中的激活能，添加奥氏构成的速度；而强碳化物构成元素如钒、钛、钨等，激烈阻止碳在钢中的分散，明显减慢奥氏体化的进程。钢冷却时的相变是指过冷奥氏体的分化，包含珠光体改动（共析分化）、贝氏体相变及马氏体相变。由于钢中大都存在几种合金元素的相互效果，致使对钢冷却时相变的影响也复杂得多。仅举合金元素对过冷奥氏体等温改动曲线的影响为例，大多数合金元素，除钴和铝外，均起减缓奥氏体等温分化的效果，但各类元素所起的效果有所不一样。不构成碳化物的（如硅、磷、镍、铜）和少数的碳化物构成元素（如钒、钛、钼、钨），对奥氏体到向珠光体的改动和向贝氏体的改动的影响区别不大，因此使改动曲线向右推移。

　　碳化物构成元素（如钒、钛、铬、钼、钨）假如含量较多，将使奥氏体向珠光体的改动明显推延，但对奥氏体向贝氏体的改动的推延并不明显，因此使这两种改动的等温改动曲线从“鼻子”处别离，而构成两个 C形。当这类元素添加到必定程度时，在这两个改动区域的中心还将出现过冷奥氏体的亚安稳区。合金元素对马氏体改动温度Ms (开端改动温度)和Mn (终了改动温度)的影响也很明显，大有些元素均使Ms和Mn点下降，其间以碳的影响最大,其次为锰、钒、铬等；但钴和铝则使Ms和Mn点添加。 

　　对钢的晶粒度和淬透性的影响 影响奥氏体晶粒度的要素许多。钢的脱氧和合金化状况均与“奥氏体本质晶粒度”有关。一般来说,一些不构成碳化物的元素,如镍、硅、铜、钴等,阻挠奥氏体晶粒长大的效果较弱,而锰、磷则有推进晶粒长大的倾向。碳化物构成元素如钨、钼、铬等，对阻挠奥氏体晶粒长大起中等效果。强碳化物构成元素如钒、钛、铌、锆等，激烈地阻挠奥氏体晶粒长大，起细化晶粒效果。铝尽管归于不构成碳化物元素，但却是细化晶粒和操控晶粒开端粗化温度的最常用的元素。

　　钢的淬透性（见淬火）凹凸首要取决于化学成分和晶粒度。除钴和铝等元素外，大有些合金元素溶入固溶体后都不一样程度地抑制过冷奥氏体向珠光体和贝氏体的相变，添加取得马氏体安排的数量，即进步钢的淬透性。一些碳化物构成元素，如钒、钛、锆、钨等，假如构成碳化物而固定了钢中的碳，反而会下降淬透性，易使晶粒粗化的元素如锰，能进步淬透性；使晶粒细化的元素如铝，则下降淬透性。硼是明显影响淬透性的元素，合金钢中即使只含十万分之一的硼，也能明显进步钢的淬透性。但硼的这种影响仅对低、中碳钢有用，对高碳钢彻底无效。

　　对钢的力学功能和回火功能的影响 钢的功能取决于铁的固溶体和碳化物各自功能以及它们相对散布的状况。合金元素对钢的力学功能的影响也与此有关。固溶于铁素体中的合金元素，起固溶强化效果，使强度和硬度进步，但一起使耐性和塑性相对地下降。其间以磷和硅的固溶强化效果最明显，而硅对耐性的影响也最严峻。少数的锰、铬或镍，反而对铁素体的耐性有必定进步。

　　调质钢的耐性－脆性改动温度是评估力学功能的一项首要目标。①进步改动温度的元素有 B、P、C、Si、Cu、Mo、Cr；②下降改动温度的元素有Ni、Mn；③少数时进步、多量时下降改动温度的元素有Ti、V;④少数时下降、多量时进步改动温度的元素有Al。

　　合金钢的回火安稳性比碳素钢好，这是由于合金元素在回火时阻止了钢中原子的分散，因此在同样温度下，起到推迟马氏体分化和抗回火软化的效果。对合金钢的回火安稳性影响对比明显的为：钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅等元素；影响不明显的为：铝、锰、镍等元素。能够看到，碳化物构成元素，对回火软化的推迟效果特别明显。钴和硅虽属不构成碳化物元素，但它们对渗碳体晶核的构成和长大，有激烈的推迟效果，因此，也有推迟回火软化的效果。各种合金元素对回火脆性影响的程度是不一样的。定性地说，锰、铬、氮、磷、钒、铜、镍等均有推进回火脆性的倾向。钼的效果较特别，它参加已有回火脆性的合金钢（例如含锰、铬等）中，能明显地下降回火脆性倾向；若单独参加一般碳素钢中，则变成推进回火脆性倾向的元素。钨的效果与钼类似，但对回火脆性的影响尚未十分断定。

　　对钢的焊接性和被切削性的影响 焊接性和被切削性是衡量钢的工艺功能好坏的首要方面。凡能进步淬透性的合金元素均对钢的焊接性晦气。由于在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易构成马氏体等硬脆安排，有致使开裂的风险。另一方面，热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热简单粗化，因此，合金钢中富含可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有利的。硅含量高，焊接时会发作严峻喷溅。硫含量高简单产生热裂，一起会逸出二氧化硫气体，在焊接金属内构成气孔和疏松。磷含量高简单致使冷裂。

　　钢中参加恰当的硫、铅等元素可改进钢的被切削性（见易切削钢）。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度添加，因此增高切削抗力，加重刀具磨损。经过改动钢的基体安排、搀杂物的品种、数量和形状能够影响钢的被切削性。对钢的耐蚀功能的影响 铬是不锈耐酸钢和耐热钢的首要合金元素。合金钢中含铬量若到达12％左右，在钢的外表便构成致密的铬的氧化物，使钢在氧化性介质中的耐蚀性发作骤变而大大进步。铬、铝、硅等元素，能进步钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀功能，但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍首要用来构成和安稳奥氏体安排，使钢取得杰出的力学功能、耐蚀功能和工艺功能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化，进步对富含氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌一般用来固定合金钢中的碳，使它生成安稳的碳化物，以减轻碳对合金钢耐蚀功能的有害效果。铜和磷合作使用时，可进步钢的耐大气腐蚀功能