第一章钢铁中的合金元素普通碳素结构钢（5个强度等级）Q195Q215含碳量很低，强度不高，但具有良好的塑性、韧性和焊接性能，常用作铁钉、铁丝、钢窗及各种薄板等强度要求不高的工件Q235AQ255A用于农机具中的拉杆、小轴、链等也用于建筑钢筋、钢板、型钢等Q235BQ255B用作建筑工程中质量要求较高的焊接结构件，机械中一般的转动轴、吊钩、自行车架等Q235GQ235D，质量较好，可作一些重要的焊接结构件及机件Q255Q275强度较高，其中Q275属于中碳钢，可用作制造摩擦离合器、刹车钢带等优质碳素结构钢（31个钢号）常用见下列表08F钢碳的质量分数低、塑性好，强度较低可用于各种冷变形加工成型件10~25等钢焊接和冷冲压性很好，可用来制造标准件、轴套、容器等也可以经热处理制造表面硬度高、心部有较高的强度和韧性的耐磨损、耐冲击的零件如齿轮、凸轮、销轴、摩擦片、水泥钉等45等中碳钢通过适当热处理可获得良好的综合力学性能可用于如传动轴、发动机连杆、机床齿轮等机械零件局碳碳素结构钢经适当热处理后可获得高的弹性极限和屈强比以及足够的韧性和耐磨性可制造小线径的弹簧、重钢轨、轧辐、铁锹、钢丝绳等碳素工具钢T7、T8适合于制造承受一定冲击而要求韧性较高的刃具，如木工用斧、钳工用凿子等，淬火、低温回火后的硬度为48~54HRC（工作部分）；T9、T10、T11钢用于制造冲击较小而要求高硬度与耐磨的刃具，如小钻头、丝锥、手锯条等，淬火、低温回火后的硬度为60~62HRCT10A钢还可用于制造一些形状简单、工作负荷/、大的冷作模具、量具；T12、T13钢硬度及耐磨性最高，但韧性最差，用于制造不承受冲击的刃具，如铿刀、铲刮刀等，淬火、低温回火后的硬度为62~65HRC。
T12A也可用于制造量具T7~T12、T7A~T12A还可用于形状简单的塑料模具一般工程用铸造碳素钢ZG340-640其他类型的铸钢件焊接结构用碳素铸钢件如ZG230-450H低合金铸钢件如ZGD535-720耐热铸钢件如ZG40Cr30Ni20不锈耐酸钢铸件如ZG1Cr18Ni9Ti中、局强度/、锈钢铸件如ZG10Cr13Ni1Mo1.2钢的合金化原理1.合金元素的存在形式形成铁基固溶体形成铁基置换固溶体与Fe形成无限固溶体：Ni、Co、MnCr、V形成较宽溶解度的有限固溶体：Mo和W形成具溶解度的有限固溶体：Ti、NhTaZr、Hf、Pb在Fe具有很小的溶解度形成铁基间隙固溶体间隙原子的溶解度随间隙原子尺寸的减小而增加，即按8GN、H的顺序而增加形成合金渗碳体过渡族金属与碳、氮的亲和力、碳化物和氮化物的强度（或稳定性）按下列规律递减：Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、WMoCr、MnFe形成金属间化合物分为正常价化合物、电子化合物及间隙化合物三类金属间化合物通常仅指电子化合物形成非金属相（非碳化合物）钢中的非金属相有：FeQMnOTiO2、SiO2、Al2O3、Cr2O&MgOAl2O3、MnOAl2O3、MnSFeS、2MnOSiO2、CaO・SiO2等。
非金属夹杂物一般都是有害的非晶体相在特殊条件下（如快速冷却凝固），可使某些金属或合金形成非晶体相结构2.合金元素与铁的相互作用丫相稳定化兀素开启丫相区（无限扩大丫相区）：MnNi、Co,:扩展丫相区（有限扩大丫相区）：C、卜iCu、Zn、Au封闭丫相区（无限扩大a相区）：Si、Al和强碳化物形成兀素Cr、WMqV、Ti及P、Be等a相稳定化兀素含Cr量小于7%寸，A3下降；含Cr量大于7%寸，A3才上升缩小丫相区（不能使丫相区封闭）：B、Nb>Zr、Ta等3.合金元素与碳的相互作用形成碳化物碳化物形成兀素:Fe、MnCr、WMoV、Nb>Ti、Zr,均位于Fe的左侧「非碳化物形成兀素：Ni、Si、C6Al、Cu、MP、S均处于周期表Fe的右侧Me对C在A中的扩散激活能和扩散系碳化物形成兀素：降低C的活度，提高了C在A中结合力，因而使扩散激活能升高扩散系数下降数的影响「非碳化物形成兀素：降低了C在A中的结合力，因而使扩散激活能下降，扩散系数升高Si例外：升高扩散激活能，降低扩散系数4.Me对丫层错能的影响展错能越低，位错的形成和扩展越容易，滑移越困难，加工硬化趋势越大、提高丫层错能：Ni、Cu和C,易于变形加工降低丫层错能：MrbCr、Ru和Ir,难变形加工5.合金元素对Fe-Fe3C相图的影响丫相区扩大丫相区：Ni,Co,Mnetc如：1Cr18Ni9andZGMn13（高猛耐磨钢等）缩小丫相区：Cr,W,Mo,V,Ti,Sietc如：1Cr17Ti（高铭铁素体不锈钢）共析点S温度扩大丫相区的兀素使铁碳合金相图的共析转变温度卜降缩小丫相区的兀素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。
成分几乎所有合金兀素都使S点左移，以强碳化物形成廿的作用最为强烈共晶点E的碳含量也随合金元素增加而左移6.合金元素对钢的热处理的影响奥氏体化奥氏体形核和长大阶段碳化物形成兀素:Cr,Mo,W,V妨碍C扩散，减慢奥氏体长大非碳化物形成兀素:CoNi提高C在奥氏体中的扩散速度，增大奥氏体的形成速度Si,Al,Mn对C在奥氏体中的扩散速度影响不大碳化物的分解视碳化物的稳定性奥氏体成分均匀化C,Me的扩散Me扩散缓慢奥氏体晶粒长大倾向强烈阻止Ti,V,Zr,NbMCAlAlN,Al2O3作用中等W,Mo,Cr作用轻微Ni,Si,Cu,Co有助长大Mn,P,B（Mn钢有强烈过热倾向，注意加热温度和时间）过冷奥氏体分解高温P转变使C曲线右移，提局钢的淬透性（Me淬火加热溶入A才有效）：除Co外提高钢的淬透性采用多元少量合金化原则推退P转变，可在连续冷却的过程中得到B组织的钢Me的加入对钢有固溶强化中温B转变降低Bs,使B和P转变温度间出现过冷A的中温稳定区：C,Mn,Ni,Cr,Mo,V,Ti改变B转变动力学过程，土咔转变孕育期，减慢长大速度：C,Si,Mn,Ni,Ni,Cr作用较强，W,Mo,V,Ti作用较小低温M转变使Ms,Mf下降，室温下将保留更多的残留奥氏体量：除Co,Al降低残留奥氏体含量的方法：1淬火后在负温下继续冷却2多次回火，使合金碳化物析出，A中Me量减少，MsMf点升高，在二次淬火时即可减少残奥量M形态结构Ms点高，滑移的临界分切应力低，形成位错亚结构的MMs点低，挛生分切应力低，形成挛晶亚结构的M7.Me对淬火钢回火转变的影响提高回火稳定性，即提高软化抵抗力，使各阶段转变速度大大减慢，将其推向更高温度。
第二章工程构件用合金结构钢特性服役静载荷，无相对运动特性f温度和环境，耐高温和低温，抗腐蚀如：锅炉>250度，北方承受低温，船舶桥梁受大气海水腐蚀力学高弹性模量，保证好的刚度性能高屈服，断裂极限，保证好的抗塑性变形和抗断裂的能力低裂纹敏感性，低冷脆性加工好的冷变形性能性能好的焊接性能成份C%<=0.25%设计Me提高强度：低合金钢(如低合金高强度钢，微合金钢)以F为基分布着少量P;高合金钢为B,针状F或M供货状态大多数经轧制后空冷，有时也回火处理1.低合金高强度钢(1)成份表儿条作用C咐于0.2wt.%具有良好的塑性和韧性，良好的焊接性能主要兀素:Mn细化P和F晶粒1-15%Mn促进F多系滑移(有时考虑经济因素抑制Fe3C在晶界析出，减少裂纹源，提高冲击韧性使用Cr和Ni)使S点左移，增加P含量,提高强度辅加兀素:Al、V、Ti、Nb析出强化，细化晶粒，提高韧性CuP增强在大气中的耐腐蚀性.1.Cu在钢表面聚集，正电位，阳极,形成钝化CrNi膜2.P固溶,提高耐腐蚀性3.NiCr形成钝化膜稀有兀素脱S,除气,改善微观组织和杂质分布，提高机械使用性能2.微合金钢⑴成份儿条作用Ti,V,Nb抑制A晶粒的长大阻止A在变形过程中再结晶析出强化具有F-P的低合金和微合金钢的屈服强度达460MP相变强化能提高强度和韧性，如低碳B,低碳S,低碳M(2)主要强化机制：细晶强化，析出强化3.低碳B⑴力学性能：与F-P相比,有更高的强度和韧性，屈服强度可达490—780MP⑵成份儿条作用主加Mo,B显著推退F和P的形成，对B相变的推退作用较小Mn,Cr,Ni进一步推退先共析F和P的形成并降低BsNb,V,Ti细化晶粒，沉淀强化(3)典型钢种及热处理14MnMoV,14MnMoVBRe屈服强度达490M2用于容器和其他部件的制造钢板厚度＜14mm热轧。
钢板厚度＞14mm正火+高温回火14MnMoVBR在焊前必须预热至150C.4. 针状F显微结构低碳或超低碳针状F(属于B),相变在上B转变温度区域，为板条状，有高密度位错(1) 典型钢种Mn-Mo-Nb(2) 性能：屈服强度＞470MPa,延伸率＞20%,室温冲击功＞80J,好的低温韧性，好的焊接性能，对H2S有好的抗腐蚀性能4)成分儿条作用CV0.10%低碳含量形成NbC^淀，增强韧性Mn1.6-2.0%推退F和P的形成，降低Bs点，使针状F的形成温度降到450C,属固溶兀素Mo0.2-0.6%推退F的形成，对B转变无影响Nb0.04-0.06%形成沉淀强化相Nb(C,N),轧制过程中细化晶粒c.应用：寒冷地区输油管道，天然气管道5.低碳M钢(1)显微组织和热处理热处理显微组织性能应用锻造或轧制+空冷B+阱Fb0.2=828MPa；b=1049MPq室温冲击功96J用于制造汽车的轮臂托架轧制或锻造+直接淬火+回火低回火Mb0.2=935MPab=1197MPa;室温冲击功50J-40C冲击功32J制造汽车操纵杆性能及应用：高强度高韧性，高疲劳强度，用于运动部件，低温环境成分低G加入MqNb、V、B等与合理含量的Mn和Cr配合。
提高淬透性，Nb还细化晶粒6.F—M双相钢显微组织铁素体+岛状马氏体+少量的残余奥氏体性能特点低的屈服强度，一般不超过350MPab-£曲线是光滑连续的，没有屈服平台，更没有锯齿形屈服现象高的均匀延伸率和总延伸率，其总延伸率在24咐上高的加工硬化指数，n值大于0.24;(b-Ken)高的塑性应变比(r)r=ew/ebo£w为宽度应变，&b为厚度应变)生产双相钢的方法热处理：Ac1与Ac3双相区加热，其组织为a+丫，在冷却过程中，应保证转变产物为a+M,而不是热轧双相钢：热轧后从奥氏体状态冷却时，首先形成70〜80%的多边形铁素体未转变的奥氏体在以后冷却时转变成Ma. 双相钢优异性能(低屈服强度和高应变硬化率)原因马氏体区域存在残余应力，应力来源于快速冷却时马氏体相变的体积和形状变化体积和形状变化效应，使周围铁素体经受塑性变形，导致铁素体中存在高密度的可动位错伴随着马氏体的残余奥氏体，在成形操作时，发生应变诱发马氏体相变典型组成和应用C0.04%~0.10,Mn0.8%~1.8%,Si0.9%~1.。