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在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。合金元素与铁、碳的相互作用合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。溶于铁中几乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入铁中，形成合金铁素体或合金奥氏体，按其对α-Fe或γ-Fe的作用，可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。扩大γ相区的元素—亦称奥氏体稳定化元素，主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等，它们使A3点(γ-Feα-Fe的转变点)下降，A4点(γ-Fe的转变点)上升，从而扩大γ-相的存在范围。其中Ni、Mn等加入到一定量后，可使γ相区扩大到室温以下，使α相区消失，称为完全扩大γ相区元素。另外一些元素(如C、N、Cu等)，虽然扩大γ相区，但不能扩大到室温，故称之为部分扩大γ相区的元素。
厚钢板的钢种大体上和薄钢板相同。在品各方面，除了桥梁钢板、锅炉钢板、汽车制造钢板、压力容器钢板和多层高压容器钢板等品种纯属厚板外，有些品种的钢板如汽车大梁钢板（厚2.5~10毫米）、花纹钢板（厚2.5~8毫米）、不锈钢板、耐热钢板等品种是同薄板交叉的。另外，钢板还有材质一说，并不是所有的钢板都是一样的，材质不一样，其钢板所用到的地方，也不一样。已不能完全满足要求，于是出现了合金钢板。性能问题随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足：淬透性低一般情况下，碳钢水淬的淬透直径只有10mm-20mm。
强度和屈强比较低如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的σs/σb仅为0.43，远低于合金钢。
硬铝合金属热处理可强化铝合金，包括铝-铜-镁系和铝-铜-锰系合金。这类合金强度和耐热性能均好，但耐蚀性不如纯铝和防锈铝合金。常用包铝方法提高硬铝制品在海洋和潮湿大气中的耐蚀性。该类合金广泛应用于各种构件和铆钉材料。在造船、建筑等部门也大量应用。在铝-铜-镁系中添加铁和镍，可发展为锻造合金，有良好的高温强度和工艺性能。铝-铜-锰系合金的工艺性能良好，易于焊接，主要用于耐热可焊的结构材料和锻件。密度比铝略高，约为2.76e-006千克每立方毫米。合金钢的种类太多了，只要是和铁一种以上的材料组成就叫合金钢。想还会有更多的合金钢品种。比铁硬比铁韧性好的合金多的是，比喻弹璜钢，就是我们经常用的弹璜。汽车上的减震钢板等在碳素钢里添加了各种合金元素而组成了合金钢，合金钢会由于含碳量的高低不同，会组成低碳合金钢、中碳合金钢、高碳合金钢。随着合金钢的含碳量的高低不同，淬火后的硬度也会不同，高碳合金钢的硬度可以达到HRC60以上。比如高速钢的硬度可以达到HRC67。
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