談到鋼鐵制件，大家普遍的印象不外乎冰冷堅硬、毫無美感。然而，每一件使用環(huán)境不同的制件，根據(jù)其功用的差異，都隱藏著一顆顆“絢爛多彩的”心臟，可謂可有千秋。

　　這一個個形態(tài)各異的“心臟”，指的就是鋼鐵的合金化。

　　不同類型的制件為獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能而特別在鋼鐵中加入某些元素，即稱為合金化。鐵、碳和合金元素是合金鋼的基本組元，它們之間的相互作用構(gòu)成的不同的性能結(jié)構(gòu)。合金元素不僅可以改變相穩(wěn)定性和組織演化過程，而且可能產(chǎn)生新相，從而改變材料原有的組織和性能。這些元素之間在原子結(jié)構(gòu)、原子尺寸及晶體點陣上的差異，是材料成分、工藝、組織性能之間相互差異的根源所在。

　　一般來說，鋼中的元素包括雜質(zhì)元素與合金元素。雜質(zhì)元素一般有三種情況：

　　1) 常存雜質(zhì)：由冶煉工藝所殘留的雜質(zhì)，多為Mn、Si、Al，它們是由脫氧劑帶入。作為雜質(zhì)元素時，一般含量限制在：0.3%—0.7%Mn;0.2%—0.4%Si;0.01%—0.02%Al;0.01%—0.05%P;0.01%—0.04%S。

　　2) 隱存雜質(zhì)：鋼中極其微量的O、N、H，在鋼中有一定的溶解度，難以測量。

　　3) 偶存雜質(zhì)：這與煉鋼過程中所使用的礦石和廢鋼有關(guān)，如Cu、Sn、Pb、Ni、Cr等。

　　雜質(zhì)元素的存在，一般是有害的，會影響鋼的性能，所以在冶金質(zhì)量中都規(guī)定了其最高允許量。最典型的雜質(zhì)元素是S、P、H、。S容易和Fe結(jié)合形成熔點為989℃的FeS相，會使鋼在熱加工過程中產(chǎn)生熱脆性;P和Fe結(jié)合形成硬脆的Fe3P相，使鋼在冷變形加工過程中產(chǎn)生冷脆性。H也可以留在鋼中，形成所謂的白點，可導(dǎo)致的鋼的氫脆。

　　在許多情況下，碳素鋼的性能不能滿足使用要求。為了提高鋼的性能，必須在鋼中加入合金元素，以改變其性能。為合金化目的加入其含量有一定范圍的元素稱為合金元素，相應(yīng)的鋼就稱為合金鋼。根據(jù)需要，加入的合金元素可多可少，多的可達(dá)20%—30%，如Cr;一般加入量為1%—2%，如Mn;少的是微量，如0.005%B。習(xí)慣上，把加入合金元素總量<5%的鋼，稱為低合金鋼‘合金元素總量>10%的，稱為高合金鋼。在5%—10%之間的鋼稱為中合金鋼。

　　目前鋼鐵中常用的合金元素有十幾個，主要有Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Cu、B等。正是通過這些合金元素的加入，鋼鐵制件才真正擁有了“鋼筋鐵骨”。