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通常我們把碳鋼看成是鐵碳合金，實際上工業生產的任何鋼種，除了鐵與碳之外，還含有許多其他元素，如錳、硅、硫，磷以及微量的氧、氫、氮等。在碳鋼中，這些元素的含量極少，而普通低合金鋼中則含有一定數量的合金元素，從而獲得高強度或其它各種特殊的性能。所謂合金元素，乃是人們有目的的羯鋼中~3fl入某種或某些種元素，通過它們對鋼的組織發生作用，以達到予期的性能，故又稱作“合金化元素”。,碳鋼與普通低合金鋼的主要區別也就在于此。如在碳鋼中加入錳，褥到比碳鋼強度高，綜合性熊好的16錳普低鋼。提高鋼材性能的途徑：改變鋼材性能的問題，實質上就是研究鋼的合金化機理，即研究鋼的化學成分、顯微組織（熱處理因素）及鋼的性能三者間的相互關系問題。

提高鋼材性能的一般途徑如下：

強化固溶體鋼中加入能溶于鐵素體的合金元素，大都可以使鐵素體強化。這些元素有：錳、鋁、釩、銅、鎢、硅、鋁、鈮、鈦、磷等。大口徑不銹鋼管強化機理是：這些元素與口一鐵具有不同的點陣結構，或具有截然不同的原子體積，當口一鐵晶格中溶有這些異種元素原子時，就使晶格歪扭，嵌鑲塊尺寸變化，因而促使鐵素體強化。目前，我國已生產的許多種普通低合金鋼，如l6錳、l5錳鈦、16毫鋼、15錳鈦、10錳硅、09錳2硅鋼等，就是依靠加入錳、鑭、釩、硅等合金元素，使鐵素體得到固溶強化的。因此，普通低合金鋼與碳鋼比較，有高得多的強度及其他性能。

細化晶粒鋼中加入合金元素鋁、釩、鈦等作為脫氧劑，可以使晶粒顯著細化，得到細晶粒鋼，它比粗晶粒鋼在各種性能上都具有優越性。如提高強度、塑性、韌性，降低低溫脆性轉變溫度，降低過熱以及晶粒長大傾向等等。除鋁、釩、鈦外，鋸、硼、镅、鎢、鉻、鎳等合金元素均能不同程度細化晶粒，從麗改善鋼的性能。如某廠生產的09鎰鋼磷鈦鋼，是利用鈦與鋁細化晶粒，彌補了銅與磷的不足，改善了低溫沖擊韌性及其他性能。改變結晶組織

碳鋼在常溫下具有鐵素體+珠光體組織，而普通低合金鋼如18錳鋁鈮、14錳鋁釩硼等鋼種，由于加入了微量多種合金元素，改變了相變動力學，使過冷奧氏體更加穩定，中溫轉變移向較低溫度區間，在所謂貝氏體轉變溫度范圍內進行奧氏體分解，故常溫下顯微組織由貝氏體或貝氏體+鐵素體或貝氏體-馬氏體組成。有大量貝氏體組織的大口徑不銹鋼管，其強度比碳鋼高得多，并具有良好的塑性和韌性等綜合機械性能。除鈷以外，所有能溶于鐵素體內的合金元素，均能使過冷奧氏體穩定性增高，使C-曲線向右下方移動，奧氏體中溫轉變得到貝氏體型轉變產物。這些合金元素是：錳、鋁、鐃、銅、鎢、鋁、硅、鉻、鎳等。用碳化物及金屬聞化合物強化鐵素體向鋼中加入能與碳形成碳化物，與其他合金元素形成金屬間化合物的元素。這些碳化物或金屬間化合物以臨界彌散狀質點析出后，阻礙鐵素體沿滑移面的滑移，因而增加了對外力作用的抗力，提高了強度和硬度。形成碳化物元素有：鈮、鈦，釩、鋯、鋁、鎢、錳、鏹，鉻等。形成金屬間化合物合金元素有：鋁、鎢、鈦、鍵等。熱處理當工程上對鋼材性能提出特殊的或更高要求時，除從上述四個途徑謀求解決外，還必須配合以適當的熱處理手段。根據不同條件和要求，通過凋質、正火、回火、退火、時效等工藝措施來實現。強度級超過40公斤的高強度和超高強度鋼，一般都要進行調質或正火處理。http://www.feiyu123.cn/