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對淬火、回火狀態下鋼的機械性能的影響合金元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用顯著，因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體，回火時析出碳化物，造成強烈的第二相強化，同時使韌性大大改善，故獲得馬氏體并對其回火是鋼的經濟和有效的綜合強化方法。合金元素加入鋼中，首要的目的是提高鋼的淬透性，保證在淬火時容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩定性，使馬氏體的保持到較高溫度，使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩定。這樣，在同樣條件下，合金鋼比碳鋼具有更高的強度。合金元素對鋼的工藝性能的影響合金元素對鋼鑄造性能的影響
固、液相線的溫度愈低和結晶溫區愈窄，其鑄造性能愈好。合金元素對鑄造性能的影響，主要取決于它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外，許多元素，如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點，增大鋼的粘度，降低流動性，使鑄造性能惡化。
一般來說金屬不能兼具硬度和韌性硬度高的合金通常韌性差韌性好的合金硬度低以下幾種合金有比較好的平衡鈦合金鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。世界上許多都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發，并得到了實際應用。20世紀50～60年代，主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金，70年代開發出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。440c不銹鋼440C不銹鋼是一種馬氏體型不銹鋼。含碳量1.0%，含鉻量16-18%。抗銹能力強，是優質不銹鋼。
440C具有所有不銹鋼、耐熱鋼中的硬度。用于噴嘴、軸承.440F:是提高440C鋼的易切性能的鋼種。用于自動車床.馬氏體型不銹鋼與普通合金鋼一樣具有通過淬火實現硬化的特性，因此可通過選擇牌號及熱處理條件來得到較大范圍的不同的力學性能。
合金元素對回火轉變的影響提高回火穩定性合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變)，提高鐵素體的再結晶溫度，使碳化物難以聚集長大，因此提高了鋼對回火軟化的抗力，即提高了鋼的回火穩定性。提高回火穩定性作用較強的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。產生二次硬化一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時，硬度不是隨回火溫度升高而單調降低，而是到某一溫度(約400℃)后反而開始增大，并在另一更高溫度(一般為550℃左右)達到峰值。這是回火過程的二次硬化現象，它與回火析出物的性質有關。當回火溫度低于450℃時，鋼中析出滲碳體；在450℃以上滲碳體溶解，鋼中開始沉淀出彌散穩定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等，，使硬度重新升高，稱為沉淀硬化。回火時冷卻過程中殘余奧氏體轉變為馬氏體的二次淬火所也可導致二次硬化。
此外，加入少量銅（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。常用低合金結構鋼16Mn是我國低合金高強鋼中用量多、產量的鋼種。使用狀態的組織為細晶粒的鐵素體—珠光體，強度比普通碳素結構鋼Q235高約20%～30%，耐大氣腐蝕性能高20%～38%。15MnVN中等級別強度鋼中使用多的鋼種。強度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結構。
強度級別超過500MPa后，鐵素體和珠光體組織難以滿足要求，于是發展了低碳貝氏體鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷條件下得到貝氏體組織，使強度更高，塑性、焊接性能也較好，多用于高壓鍋爐、高壓容器等。
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