合金鋼中常用的合金元素有硅(Si)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈷 (Co)、鋁(Al)、銅(Cu)、硼(B)、稀土(RE)等。磷 (P)、硫(S)、氮(N)等在某些情況下也起合金元素的作用。 根據各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類:
①強碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。 這類元素只要有足夠的碳,在適當的條件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態進入固溶體中。
②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態進入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。
③不形成碳化物元素,如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、硅、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩定的氧化物和氮化物,一般以夾雜物的形態存在于鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。