合金元素是钢材的组合元素。
不同的合金元素会给钢材造成不同的影响。
不同的合金元素组合成一起也会给钢材带有不一样的性能。
钢材所组成的合金元素有许多，但最常用的也就是我们常提到的那些。
下面来看一下常见的10种合金元素。
1、铬（Chromium）
在碳钢中加入13%以上的铬，即为不锈钢。
不锈钢的耐腐蚀性非常出色，并且在许多情况下可以避免铁氧化。
主要是因为铬会先铁一步氧化，并在钢材上形成保护层，避免铁氧化。
铬还可以改善钢材的性能，虽然少，但是聊胜于无。
此外，铬能提高钢材的强度、硬度和热处理能力。
铬含量高的钢材一般都是不锈钢，但也有一些非不锈钢的铬含量也高，比如D2工具钢。
2、钼（Molybdenum）
钼和铬一样，都会对钢材的耐腐蚀性产生影响。
不仅如此，钼还可以提高钢材的淬透性、韧性和抗张强度。
钼通过降低热处理过程中的淬火速度，来提高钢材的淬透性，使钢材具备出色的强度和坚固性。
钼提高了氯化物的耐腐蚀性，可以减少钢材点蚀的几率。
3、钒（Vanadium）
钒被用来帮助控制钢材的晶粒度，起细化晶粒的作用。
在钢材中添加钒，会形成碳化钒，它可以使晶粒细化。
这种细晶粒结构有助于提高钢材的韧性。
在某些钢材中，碳化钒还能提高钢材的硬度和强度。
含钒量高的钢合金包括：A3、A9、O1和D2工具钢。
很多刀片钢材的钒含量也高，比如M390和VG 10。
4、锰（Manganese）
钢材经常通过添加锰来稳定热处理过程。
想提高钢材的硬度和强度，就需要对钢材做热处理：加热和淬火。
淬火速度很快，且速度越快，处理过程越不稳定。
为了解决这一点，制造商在钢材加热淬火过程中添加了锰。
使得钢材即使在淬火速度较慢的情况下，也能够提高等量的硬度和强度。
而且可以处理过程稳定，也可以减少钢材出现缺陷的可能性。
很多钢材的锰含量都较高，比如A10、A4、O2工具钢以及201不锈钢。
5、镍（Nickel）
镍是奥氏体促进剂，被用来制造奥氏体不锈钢。
当钢材中的铬含量在18%左右或更高时，镍含量大于8%时，即可生成奥氏体不锈钢。
铬和镍的组合，使得钢材具有极强的耐腐蚀性。
奥氏体钢也是应用最广泛的不锈钢之一。
镍可以改善钢的机械性能，即使在较低的温度，也可以提高钢材的韧性和冲击强度。
所有奥氏体不锈钢、以及23xx和25xx等合金钢都含有大量的镍。
6、硅（Silicon）
硅也许是钢材中最常见的合金元素，几乎所有的钢在制造过程中都需要硅。
硅在钢材冶炼过程中，可以净化铁矿石，将其脱氧和杂质去除等。
除清洁性能以外，硅还会对钢材的机械性能产生影响。
它可以提高某些钢材的强度、淬透性，以及磁性。
很多钢材都含有硅，从ASTM A36到AISI 440C钢中均有硅。
一般来说，高强度钢的硅含量更高。
7、铜（Copper）
铜是钢材中比较常见的一种合金，一般添加的量较少。
铜能提高钢材的化学性能，提高它的耐腐蚀性。
铜含量越高，钢材的抗锈性越好。
与标准碳钢相比，各种耐候钢的铜含量相对较高，因为耐候钢经常应用于腐蚀性环境。
铜还可以增加钢的机械性能，使其沉淀硬化。
沉淀硬化，是一种用来避免金属晶体结构紊乱，进而提高其强度的过程。
在低碳钢中，铜含量一般低于0.40%（按重量计）。
例如，ASTM A36的铜含量最多为0.20%。
在耐候钢和其他类型的高强度低合金钢（HSLA）中，铜含量相对较高。
8、钨（Tungsten）
不同钢材中的钨含量是不同的。
有些钢材中的钨含量是残余或者无心导致，比如AISI 1018钢。
有些钢材则是故意添加钨，以改善钢材的机械和化学性能，用于不同用途。
由于钨的熔化温度高，所以通过添加钨来提高钢材的熔化温度。
钨的硬度也高，所以还能提高钢材的耐磨损性。
另外，钨还可以提高钢材的耐蚀性。
合金钢中，钨含量的数值变化很大。
在高强度低合金钢中，钨含量甚至会低于1%。
在高速工具钢中，钨的应用较多，钨含量甚至会超过15%（按重量计）。
像T1、M1和M7这些高速工具钢，都含有钨。
9、硼（Boron）
按重量计，硼含量只要有0.001%，就可以对钢的机械性能产生巨大的影响。
对机械性能最明显的影响就是，改变了钢材的淬透性。
出于这个原因，在钢材热处理过程中经常会添加硼。
但是，硼含量过高会降低钢材的淬透性。
而且，硼含量高会导致钢材变脆并失去韧性。
很多不同等级的钢材中都会添加硼，但有些是专有的。
含硼的合金钢常被用于制造经常需要磨损的零部件，比如土方设备和曲轴。
10、铅（Lead）
虽然铅经常被添加到钢合金中，但它本身并不是合金元素。
加入钢材中的铅，并不会与钢材中的碳、铁和其他元素相结合。
铅不仅不溶于钢，还是以夹杂物的形式留在钢中。
铅虽然对钢材机械性能的影响寥寥无几。
但它能提高钢材的切削性，因为它在切削工具和钢材中起着润滑剂的作用。
添加铅的焊接钢容易出现裂纹，不推荐使用。
铅应该在钢材即将机械加工时加入，而不是在焊接时。
含有铅的AISI等级钢上，通常有一个“L”标志，常见的合金钢有11L18和12L14。
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