其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強(qiáng)碳化物形成元素,只要有足夠的碳,在適當(dāng)條件下,就能形成各自的碳化物,當(dāng)缺碳或在高溫條件下,則以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中;錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素,其中一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體;鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子狀態(tài)存在于固溶體中。
在煉鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強(qiáng)度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點(diǎn)高40%。含錳11-14%的鋼有的耐磨性,用于挖土機(jī)鏟斗,球磨機(jī)襯板等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。
鋼加熱時的主要固態(tài)相變是非奧氏體相向奧氏體相的轉(zhuǎn)變,即奧氏體化的過程。整個過程都和碳的擴(kuò)散有關(guān)。合金元素中,非碳化物形成元素降低碳在奧氏體中的能,增加奧氏形成的速度;而強(qiáng)碳化物形成元素強(qiáng)烈妨礙碳在鋼中的擴(kuò)散,顯著減慢奧氏體化的過程。
鉻是不銹耐酸鋼和耐熱鋼的主要合金元素。合金鋼中含鉻量若達(dá)到12%左右,在鋼的表面便形成致密的鉻的氧化物,使鋼在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性發(fā)生突變而大大提高。鉻、鋁、硅等元素,能提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體的腐蝕性能,但過量的鋁和硅則會使鋼的熱塑性變壞。