合金元素在钢中的作用除冶炼过程的需要之外，为了一定的目的而故意加入钢中的元素称为合金元素．常用的合金元素有：硅、锰、硼、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铝等．本节着重从原理方面讨论这些元素在钢中的主要作用．一、合金元素对临界点的影响钢的临界点位置是制定热处理工艺及其他热加工工艺的重要依据，因此，了解合金元素对钢的临界点的影响是有重要意义的．合金元素含量较高时，由于临界点位置发生显著变化，还会使大口径厚壁管的组织及性能发生明显的变化．例如：高锰钢、铬镍不锈钢在使用状态下具有奥氏体组织．因此，通过了解合金元素对临界点的影响来掌握某些高合金钢的组织特征也是很重要的．这个问题最好用状态图来讨论．为了使问题简化，不直接引用“铁一碳一合金元素”三元状态图，而先从“铁一合金元素”二元状态图讲起，然后再结合“铁一碳”状态图讨论三元系的情况．

合金元素与铁的二元状态图钢中各种合金元素与铁的二元状态图可分为如下两大类．(1)扩大y相区的状态图  铁锰状态图可作为这一类状态图的典型．表示了+铁锰状态图的左半部分。可以看出，加入锰使铁的A3点急剧下降，从910℃一直降到室温。A4点则随着锰量的增加而逐步上升，狄1390℃升到上504℃（包晶转变湿度）。显然，加入锰使y相区的温度范围扩大了，我f『把这种使y相区的温度范围扩大的元素称为扩大y相区的元素．

从铁一锰状态图可看出，当含锰量足够高时，y相区可以扩展到室温，这时合金在室温下具有y相（奥氏体）组织，生产中使用的高锰奥氏体大口径厚壁管，就是利用这个原理配制的，与锰类似的合金元素还有镍和钴．这三种元素不仅使y相区扩大，而且在y相中铁与合金元素能完全互溶。但是，必须指出，钴的加入量必须达到45%以上，才使A点急剧下降，而在此以前A3点反而略有上升，因此，在实用范围内，钻反而是提高A3点的元素。有的合金元素虽然扩大y相区，但在y相中不能与铁完全互溶。形成这类状态图的元素主要有碳、氮和铜．图20-l(b)为铁一铜状态图。这些元素加入铁中，同样使A3点下降，使A4点上开，但这些元素在y相中的溶解度是有限的，因此单独加入这种元素只能使A3点下降到一定限度，如单独加入铜只能使A3点降低到835℃。http://www.gbt14976.com/