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合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。
调质钢 1、中碳型合金钢，合金元素含量较低；2、强度较高；3、用于高温螺栓、螺母材料等。弹簧钢 1、含碳量比调质钢高；2、经调质处理，强度较高 疲劳强度较高；3、用于弹簧材料。
低温钢 1、低碳合金钢，根据耐低温程度合金元素有高有低；2、抗低温性好；3、用于低温材料（X钢为镍钢）。
合金钢根据各种元素在钢中形成碳化物的倾向，可分为三类： ①强碳化物形成元素，如钒、钛、铌等。这类元素只要有足够的碳，在适当的条件下，就形成各自的碳化物;仅在缺碳或高温的条件下,才以原子状态进入固溶体中。
②碳化物形成元素，如锰、铬、钨、钼等。这类元素一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体,如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等,如果含量X过一定限度（除锰以外），又将形成各自的碳化物,如(Fe，Cr)7C3、(Fe，W)6C等。
③ 不形成碳化物元素，如硅、铝、铜、镍、钴等。这类元素一般以原子状态存在于奥氏体、铁素体等固溶体中。合金元素中一些比较活泼的元素，如铝、锰、硅、钛等，极易和钢中的氧和氮化合，形成稳定的氧化物和氮化物，一般以夹杂物的形态存在于钢中。锰等元素也和硫形成硫物夹杂。
