1.强化钢中的铁素体

除铅以外，大多数合金元素都能溶于钢中的铁素体，称为合金铁素体。这些合金元素与铁在晶格类型、原子半径方面均有所不同，必然引起原来铁素体的晶格畸变，产生固溶强化，从而使合金钢中铁素体的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。但Cr、Ni、Mn 在一定含量内却能使铁素体的韧性有所提高，如通常ω（Cr）≤2.0%，ω（Ni）≤5.0%。

2.在钢中形成合金碳化物

许多元素在钢中与碳相互作用形成合金碳化物，从而提高了钢的力学性能。

（1） 合金元素Mo、W、Cr、Mn 属于弱中强度碳化物形成元素，与碳能形成合金渗碳体，如（Fe、Cr）3C、（Fe、W）3C、（Fe、Mn）3C，它们在钢中呈细小颗粒状，与Fe3C 晶体结构相同，但比Fe3C 稳定，硬度略高，可显著提高合金钢的强度。

（2） 合金元素V、Ti、Nb 属于强碳化物形成元素，可形成合金碳化物，即VC、TiC、NbC，它们比合金渗碳体具有更高的硬度和耐磨性，但韧性降低。

3.细化晶粒

众所周知，金属材料的晶粒越细小，相同体积内晶粒数就越多，则晶界的总面积就越大，强度就越高。

合金元素（除锰外） 在钢热处理加热保温时均有阻碍和抑制奥氏体晶粒长大的作用，能使合金钢在热处理后获得比碳钢更细小的晶粒。(www.daowen.com)

4.提高钢的淬透性

钢中各合金元素（除钴外） 可提高过冷奥氏体的稳定性，推迟它向珠光体的转变，使等温转变曲线右移，降低了钢的淬火临界冷却速度，从而提高了钢的淬透性。

5.提高钢的回火稳定性

钢热处理淬火、回火后均产生软化的倾向，而抵抗这种软化的能力称为钢的回火稳定性。所谓软化，是指强度、硬度有所下降。由于合金元素溶入马氏体，原子扩散速度减慢，马氏体不易分解，碳化物不易析出，即便析出亦不能聚集变大，因此淬火后钢的强度、硬度下降缓慢，抵抗了钢的软化能力，提高了回火稳定性。

相同含碳量的碳素钢和合金钢，若回火温度相同，后者有更高的强度和硬度，并可采用更高的温度回火。

高的回火稳定性使钢在较高温度下仍能保持高硬度和高耐磨性，这种在高温下保持高硬度的能力称为红硬性。

提高钢回火稳定性的合金元素有V、Si、Mo、W、Ni、Mn、Co 等。