（一）合金元素溶入铁素体

几乎所有的合金元素都能或多或少地溶入铁素体而形成合金铁素体，由于合金元素与铁原子的晶格类型和原子半径有差异，故合金元素溶入铁素体后必然引起晶格畸变，从而产生固溶强化，使铁素体的强度和硬度升高，而塑性和韧性下降。合金元素对硬度和冲击韧性的影响分别如图3-1和图3-2所示。

图3-1　合金元素对硬度的影响

图3-2　合金元素对冲击韧性的影响(www.daowen.com)

（二）合金元素形成碳化物

按照合金元素在钢中和碳的作用不同，可以将合金元素分为两类。一类元素不与碳作用，不能形成碳化物，只能溶入固溶体中，主要包括镍、硅、铝、钴、铜等；另一类元素与碳有亲和力，能够形成碳化物的元素，按其与碳的亲和力由弱到强可大致依次排列为：锰、铁、铬、钼、钨、钒、锆、铌、钛。

合金元素在钢中形成的碳化物主要有合金渗碳体和特殊碳化物两类。

合金渗碳体是合金元素溶入渗碳体而形成的化合物，例如锰、铬、钼、钨等可形成（Fe，Mn）3C、（Fe，Cr）3C、（Fe，Cr）7C、（Fe，W）6C等合金渗碳体。

钒、铌、钛等与碳有强亲和力的元素，除少量溶入铁素体外，多数形成特殊化合物，如VC、ZrC、NbC、TiC等。

碳化物的形态、大小、数量及分布情况均影响钢的性能。若碳化物呈细粒状均匀分布在钢中，可在保持韧性变化不大的情况下提高钢的强度和硬度；但随着碳化物数量的增加，钢的强度和硬度增加，塑性和韧性也将下降。