Los elementos de aleación comunes incluyen cromo, níquel, molibdeno, tungsteno, vanadio, titanio, niobio, circonio, cobalto, silicio, manganeso, aluminio, cobre, boro, tierras raras, etc. El fósforo, el azufre y el nitrógeno también actúan como aleaciones en algunos grados de acero (p. ej., 11SMn30).
1. Cromo (Cr) El cromo puede aumentar la templabilidad del acero y tiene el efecto de endurecimiento secundario, lo que puede mejorar la dureza y la resistencia al desgaste del acero al carbono sin volverlo quebradizo. Cuando el contenido excede el 12 por ciento, el acero tiene buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas y resistencia a la corrosión por oxidación, y también aumenta la resistencia térmica del acero. El cromo es el principal elemento de aleación del acero inoxidable resistente a los ácidos y del acero resistente al calor. El cromo puede mejorar la resistencia y la dureza del acero al carbono en estado laminado y reducir el alargamiento y la reducción del área. Cuando el contenido de cromo supera el 15 por ciento, la resistencia y la dureza disminuirán y, en consecuencia, aumentarán el alargamiento y la reducción del área. La función principal del cromo en la estructura templada y revenida es mejorar la templabilidad, de modo que el acero tenga mejores propiedades mecánicas integrales después del templado y revenido. En el acero cementado también se pueden formar carburos que contienen cromo, mejorando así la resistencia superficial del material. Abrasividad. El acero para resortes que contiene cromo no se descarbura fácilmente durante el tratamiento térmico. El cromo puede mejorar la resistencia al desgaste, la dureza y la dureza roja del acero para herramientas, y tiene una buena estabilidad al templado. En las aleaciones electrotérmicas, el cromo puede mejorar la resistencia a la oxidación, la resistencia y la resistencia de la aleación.
2. Níquel (Ni) El níquel fortalece la ferrita y refina la perlita en el acero. El efecto general es aumentar la resistencia y el efecto sobre la plasticidad no es significativo. En términos generales, para el acero con bajo contenido de carbono utilizado en estado laminado, normalizado o recocido sin tratamiento de temple y revenido, un cierto contenido de níquel puede aumentar la resistencia del acero sin reducir significativamente su tenacidad. Si bien mejora la resistencia del acero, el níquel daña menos la tenacidad, la plasticidad y otras propiedades del proceso del acero que otros elementos de aleación. Para acero de medio carbono, dado que el níquel reduce la temperatura de transformación de la perlita, la perlita se vuelve más delgada; y debido a que el níquel reduce el contenido de carbono del punto eutectoide, el número de perlita es mayor que el del acero al carbono con el mismo contenido de carbono. La resistencia del acero ferrítico perlítico que contiene níquel es mayor que la del acero al carbono con el mismo contenido de carbono. Por el contrario, si la resistencia del acero es la misma, el contenido de carbono del acero que contiene níquel puede reducirse adecuadamente, de manera que la tenacidad y la plasticidad del acero pueden mejorarse. El níquel puede aumentar la resistencia del acero a la fatiga y reducir la sensibilidad del acero a las muescas. El níquel reduce la temperatura de transición frágil a baja temperatura del acero, que es de gran importancia para el acero a baja temperatura. El acero con un 3,5 por ciento de níquel se puede usar a -100 grados, y el acero con un 9 por ciento de níquel puede funcionar a -196 grados. El níquel no aumenta la resistencia del acero a la fluencia, por lo que generalmente no se usa como elemento de refuerzo para aceros térmicamente fuertes. Además, el níquel agregado al acero no solo puede resistir el ácido, sino también los álcalis y tiene resistencia a la corrosión por la atmósfera y la sal. El níquel es uno de los elementos importantes del acero inoxidable resistente a los ácidos.
3. molibdeno (Mo) El molibdeno puede mejorar la templabilidad y la resistencia térmica del acero, evitar la fragilidad del temple, aumentar la remanencia y la coercitividad y la resistencia a la corrosión en ciertos medios.
4. Tungsteno (W) Además de formar carburos en acero, el tungsteno se disuelve parcialmente en hierro para formar una solución sólida. Su efecto es similar al del molibdeno. Calculado por fracción de masa, el efecto general no es tan significativo como el del molibdeno. El patrón principal del tungsteno en el acero es aumentar la estabilidad de templado, la dureza al rojo, la resistencia térmica y una mayor resistencia al desgaste debido a la formación de carburos. Por lo tanto, se utiliza principalmente para acero para herramientas, como acero de alta velocidad, acero para troqueles de forja en caliente, etc. Debido a la adición de tungsteno, la resistencia al desgaste y la maquinabilidad del acero pueden mejorar significativamente, por lo que el tungsteno es el elemento principal. de aleación de acero para herramientas.
5. Vanadio（V） El vanadio tiene una fuerte afinidad con el carbono, el amoníaco y el oxígeno, y forma compuestos estables correspondientes con él. El vanadio existe principalmente en forma de carburos en el acero. Su función principal es refinar la estructura y el grano del acero y reducir la resistencia y tenacidad del acero. Cuando se disuelve en una solución sólida a alta temperatura, aumenta la templabilidad; por el contrario, cuando existe en forma de carburo, reduce la templabilidad. El vanadio aumenta la estabilidad de templado del acero endurecido y produce un efecto de endurecimiento secundario. El contenido de vanadio en el acero, a excepción del acero para herramientas de alta velocidad, generalmente no supera el 0,5 por ciento. El vanadio puede refinar granos en acero de aleación bajo en carbono ordinario, mejorar la relación de resistencia y rendimiento después de la normalización y las características de baja temperatura, y mejorar el rendimiento de soldadura del acero. El vanadio en acero estructural aleado se usa a menudo en combinación con manganeso, cromo, molibdeno y tungsteno en acero estructural porque reducirá la templabilidad en condiciones generales de tratamiento térmico.
6. Titanio (Ti) El titanio tiene una fuerte afinidad con el nitrógeno, el oxígeno y el carbono, y tiene una mayor afinidad con el azufre que con el hierro. Por tanto, es un buen desoxidante y un elemento eficaz para la fijación de nitrógeno y carbono. Aunque el titanio es un fuerte elemento formador de carburos, no se combina con otros elementos para formar compuestos complejos. El carburo de titanio tiene una fuerte fuerza de unión, estabilidad y no es fácil de descomponer. Solo se puede disolver lentamente en una solución sólida cuando se calienta a más de 1000 grados en acero. WeChat de procesamiento de metales, el contenido es bueno, es digno de atención. Antes de disolverse, las partículas de carburo de titanio tienen el efecto de prevenir el crecimiento de granos. Dado que la afinidad entre el titanio y el carbono es mucho mayor que la que existe entre el cromo y el carbono, el titanio se usa a menudo para fijar el carbono en el acero inoxidable para eliminar el agotamiento del cromo en el límite de grano, eliminando o reduciendo así la corrosión intergranular del acero. El titanio es también uno de los fuertes elementos formadores de ferrita, lo que aumenta considerablemente las temperaturas A1 y A3 del acero. El titanio puede mejorar la plasticidad y la tenacidad del acero ordinario de baja aleación. La resistencia del acero aumenta a medida que el titanio fija nitrógeno y azufre y forma carburo de titanio. Después de la normalización, los granos se refinan y la precipitación para formar carburos puede mejorar significativamente la plasticidad y la resistencia al impacto del acero. El acero estructural de aleación que contiene titanio tiene buenas propiedades mecánicas y propiedades de proceso, pero la principal desventaja es que la templabilidad es ligeramente pobre.
7. Niobio (Nb) El niobio puede disolverse en una solución sólida en el acero y desempeñar un papel en el fortalecimiento de la solución sólida. Cuando se disuelve en austenita, la templabilidad del acero mejora significativamente. Sin embargo, en forma de carburos y partículas de óxido, refina los granos y reduce la templabilidad del acero. Puede aumentar la estabilidad de templado del acero y tiene un efecto de endurecimiento secundario. Pequeñas cantidades de niobio pueden aumentar la resistencia del acero sin afectar su ductilidad o dureza. Debido al efecto del refinamiento del grano, puede mejorar la resistencia al impacto del acero y reducir su temperatura de transición frágil. Cuando el contenido es más de 8 veces mayor que el de carbono, se puede fijar casi todo el carbono del acero, de modo que el acero tenga una buena resistencia al hidrógeno. En aceros austeníticos, puede prevenir la corrosión intergranular del acero por medios oxidantes. Debido al carbón fijo y al endurecimiento por precipitación, puede mejorar las propiedades a alta temperatura del acero de resistencia térmica, como la resistencia a la fluencia.