这类元素，其中V和Cr与α-Fe在一定温度范围可无限互溶，其余元素与α-Fe都是有限互溶。
⑵缩小γ相区的元素：这类元素与封闭γ相区的元素相似，但由于在一定浓度范围出现了金属化合物，破坏了γ圈，使γ相可以在相当大的浓度范围内与化合物共存。B、Zr、Nb、Ta、S、Ce等属于这类元素。
综述合金元素（包括碳）在各种钢的作用（结合钢种详细说明要具体到某一型号的钢） 一 结构钢：
1 调质钢 30CrMo C（0.26-0.34） Mn Cr Mo 合金元素的作用：
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，与碳配合可以增大钢的加工硬化率，提高钢的耐磨性。
铬：增大钢的淬透性，并使过剩碳化物增多和变细，以增大钢的耐磨性。铬还可以提高钢的回火稳定性、抗氧化和抗气体腐蚀能力。 2 渗碳钢 18Cr2Ni4WA C（0.13-0.19）W Cr Si Mn Ni 合金元素在渗碳钢中的作用
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，与碳配合可以增大钢的加工硬化率，提高钢的耐磨性。
铬：增大钢的淬透性，并使过剩碳化物增多和变细，以增大钢的耐磨性。铬还可以提高钢的回火稳定性、抗氧化和抗气体腐蚀能力。 钨：细化奥氏体晶粒 镍：提高钢的淬透性
为获得良好的渗碳性能 凡是形成碳化物的元素，当它们溶于奥氏体时，都可以增加钢表面对碳的吸收能力；于此同时，它们都减慢碳在奥氏体中的扩散。非碳
化合物形成元素则减小钢件表面碳的吸收速度，如硅、镍、铜等，同时加速碳在奥氏体中的扩散。因而加入这类元素，往往可以使渗碳层的含碳量分布变平缓，并使表面层含碳量适当减少。
3 弹簧钢 60Si2CrVA C（0.56-0.64） Si Mn Cr V 弹簧钢中合金元素的作用如下： ⑴碳：主要用来满足钢材的强度。
⑵铬、锰：主要是增大钢的淬透性，以保证大截面弹簧强度的要求。 ⑶硅：主要用来提高钢的弹性极限和屈服强度。
⑷钒：用来细化奥氏体晶粒，提高钢的耐磨性，以增大钢的强度和韧性。 二、轴承钢 GCr15 C（0.95-1.05） Mn Si Cr
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
铬：目的是增大钢的淬透性，并使过剩碳化物增多和变细，以增大钢的耐磨性。 硅：目的是溶入固溶体中提高钢的弹性极限，并在一定程度上增大钢的淬透性。而且，由于硅能显著提高低温回火时马氏体的抗回火稳定性，从而使钢保持高强度、高硬度，但硅多时钢的脱碳敏感性增大。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，但锰多时产生淬火裂纹的倾向和残余奥氏体量将增大。
稀土元素可以改善钢中夹杂物的分布，改善钢的范性和韧性。 三、工具钢
1 低速刃具及量具用钢 9SiCr C（0.85-0.95） Si Mn Cr 合金元素的作用：
碳：保证形成足够的碳化物，其中一部分碳化物在加热至高温时溶入奥氏体中，使固溶体中含碳量达到饱和，从而保证淬火后马氏体的硬度；另一部分碳化物起细化晶粒的作用，并提高钢的耐磨性。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，提高钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒。 铬：增大钢的淬透性，增大钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒，。
硅：增大钢的抗回火软化能力，减少淬火变形。
2 高速钢 W18Cr4V C（0.7-0.8）W Mo Cr V Si Mn Al 合金元素的作用：
高碳：可保证形成足够的合金碳化物量和马氏体中有足够的含碳量，使钢具有高的耐磨性和高的硬度。同时，由于合金碳化物数量多，在淬火加热时溶入奥氏体中碳化物的数量相应增多，使淬火后马氏体中的合金度提高，从而增大二次硬化效果，有利于红硬性的提高。
钨和钼：主要目的是造成二次硬化，以保证高的红硬性。
钒：提高钢的耐磨性，还能明显提高钢的抗氧化能力和抗回火能力。 铝：显著提高钢的硬度和红硬性，降低刀具的磨损。
锰：可显著增大钢的淬透性和强度，提高钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒。 铬：增大钢的淬透性，增大钢的耐磨性，细化奥氏体晶粒。
硅：溶入固溶体中提高钢的弹性极限，并在一定程度上增大钢的淬透性。硅还能显著提高低温回火马氏体时的抗回火稳定性，使钢保持高硬度和高强度。 四、耐蚀钢 1Cr13 C（≦0.08） Si Mn Cr Ni 合金元素的作用：
铬: 铬是决定不锈钢耐蚀性能的主要元素。钢中若含有足够的铬，钢在氧化性介质中就可形成以Cr2O3为基体的稳定的表面防护膜；同时铬能有效地提高固溶体（铁素体、马氏体或奥氏体）的电极电位，从而使钢不受腐蚀。
碳：一方面它是稳定奥氏体的元素，并且作用很大；另一方面，由于碳和各的亲和力很强，它与铬可形成一系列的复杂碳化物。因此，钢中含碳量越高，其抗腐蚀性就越低。
镍： 镍与各互相配合可以显著提高钢的耐蚀性。 锰： 可以部分的代替镍，是形成奥氏体的合金元素。
硅：溶入固溶体中提高钢的弹性极限，并在一定程度上增大钢的淬透性。硅还能显著提高低温回火马氏体时的抗回火稳定性，使钢保持高硬度和高强度。 五、耐热钢
1 铁素体珠光体耐热型钢 12Cr1MoV
合金元素在这类钢中的作用是：
硅和铬可以提高钢在580-650℃的抗氧化和抗气体腐蚀能力。
铬、钼、钨等中强碳化物形成元素能形成合金渗碳体或特殊碳化物，强碳化物形成元素如钒、钛则形成VC、TiC等碳化物，由其造成的沉淀强化使钢保持较高的蠕变强度。
铬和钼等元素可以溶入固溶体起到固溶强化作用，同时它们还降低碳在固溶体中的扩散速度；当它们进入碳化物中可以增加碳化物中原子的结合力。 2 奥氏体耐热钢 Cr15Ni26MoTi2AlVB 合金元素的作用：
镍、锰、氮：扩大γ相区，稳定γ相。 铬、铝、硅提高钢的抗气体腐蚀和抗氧化能力。
钼、钨、钴、铬提高基体的再结晶温度，增加基体组织结构的稳定性。 硼（微量）强化晶界
列出结构钢、轴承钢、工具钢、耐蚀钢、耐热钢的具体热处理工艺 一、结构钢 比如调质钢 1 淬火
淬火温度 理论加热温度在Ac3以上30~50℃，一般含钨、钒、铝的合金钢加热温度可取高些，含锰则低些。尺寸小、形状复杂的工件淬火加热温度取下限，而尺寸大形状简单取上限。
加热时间 盐浴炉按0.4-0.6min/mm，气体介质加热炉按1.5-1.8min/mm来估算。 冷却介质 一般合金调质钢，均用油做淬火剂。
2 回火 调质钢淬火后应进行高温回火才能获得会后索氏体组织。 回火温度 取500-600℃之间。 回火时间 合金钢一般可取0.5-1小时
冷却介质 除了回火脆性敏感的钢材需要快冷外（用水或油），其他的钢材可在空气中冷却。 40Cr热处理工艺
正火在空气介质炉中加热至850-870℃，置于空气中冷却。 退火在空气介质炉中加热至830-850℃，随炉降温。
淬火 水淬温度为830-850℃，油淬为850-870℃，小尺寸油冷，大尺寸水-油双液冷却。
回火 通常在500-650℃回火，置于水中或油中冷却。 二、轴承钢 GCr15钢
轴承零件经淬火低温回火后，具有良好的接触疲劳强度和耐磨性，其显微组织为隐回火马氏体基体上分布着细小的粒状碳化物。轴承钢是过共析钢，因此必须采用不完全淬火。淬火温度选在820-850℃。淬火后的组织为马氏体+7-8%未溶粒状碳化物+8-10%残留奥氏体。
轴承零件的回火皆为低温回火。GCr15钢取150-160℃，含有硅、钒的钢取175℃回火。回火保温时间一般为2小时。 三、工具钢
比如低速刃具及量具用钢
1 球化退火 球化退火在锻后进行。目的除了软化钢材，便于切削加工外，更重要的是为以后淬火提供较为理想的原始组织，即球状珠光体。
退火加热温度通常取在Ac1以上20-40℃，保温时间一般取2-4小时。经保温后可随炉（不大于50℃/h）冷却或采用等温冷却（一般取在680—700℃）。 如果球化退火前，钢中存在严重的网状碳化物，则应先进行加热温度高于Ac3的正火，然后在退火。含钨较高的钢采用高温回火。
2 淬火 目的是获得马氏体和过剩碳化物组织，以提高钢的硬度和耐磨性。 加热温度：亚共析钢采用完全淬火，即Ac3以上30-50℃；过共析钢采用不完全淬火，即Ac1以上30-50℃。
加热保温时间，可按刃具的有效厚度计算。在盐浴炉中加热，碳钢取20-25s/mm；合金钢取25-30s/mm。