鋼材添加多種合金元素產生的影響

鋼里除鐵、碳外，加入其他的合金元素，就叫合金鋼。工具鋼是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種，模具是機械制造、無線電儀表、電機、電器等工業部門中制造零件的主要加工工具。工具鋼具有較高的硬度和在高溫下能保持高硬度和紅硬性，以及高的耐磨性和適當的韌性。工具鋼一般分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。
在普通碳素鋼基礎上添加適量的一種或多種合金元素而構成的鐵碳合金，根據添加元素的不同，并采取適當的加工工藝，可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。模具的質量直接影響著壓力加工工藝的質量、產品的精度產量和生產成本，而模具的質量與使用壽命除了靠合理的結構設計和加工精度外，主要受模具材料和熱處理的影響，合金工具鋼具有高的硬度和耐磨性、機加工性能好、穩定性好的特點。
鋁主要用來脫氧和細化晶粒，在滲氮鋼中促使形成堅硬耐蝕的滲氮層。鋁能抑制低碳鋼的時效，提高鋼在低溫下的韌性，含量高時能提高鋼的抗氧化性及在氧化性酸和H2S氣體中的耐蝕性，能改善鋼的電、磁性能。鋁在鋼中固溶強化作用大，提高滲碳鋼的耐磨性、疲勞強度及芯部力學性能。在耐熱合金中，鋁與鎳形成化合物，從而提高熱強性。含鋁的鐵鉻鋁合金在高溫下，具有接近恒電阻的特性，產生抗氧化性，適于作電熱合金材料。
在鋼脫氧時，如果鋁用量過多，則會使鋼產生反常組織和有促進鋼的石墨化傾向。在鐵素體及珠光體鋼中，鋁含量較高時會降低其高溫強度和韌性，并給冶煉、澆鑄等方面產生問題。硅能降低鋼的密度、熱導率和電導率，能使鐵素體晶粒粗化，降低矯頑力。減小晶體的傾向，使磁化容易、磁阻減小，可用來生產電工用鋼，所以硅鋼片的磁滯損耗較低。硅能提高鐵素體的磁導率，使硅鋼片在較弱磁場下有較高的磁感強度。在強磁場下硅降低鋼的磁感強度，硅因有強的脫氧力，從而減小了鐵的磁時效作用。