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由于过冷奥氏体稳定性增大， 合金钢在正火状态下可得到层片距离更小的珠光体，花纹板图片， 或贝氏体甚至马氏体组织， 从而强度大为增加。mn、cr、cu的强化作用较大， 而si、al、v、mo等在一般含量(例如一般结构钢的实际含量)下影响很小。

提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度， 就要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用， 正是利用了这些强化机制。

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主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的---偏聚有关， 多发生在含mn、cr、ni等元素的合金钢中。 这是一种可逆回火脆性， 回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。钢中加入适当mo或w(0.5%mo， 1%w)也可基本上消除这类脆性。

合金元素加入钢中，花纹板， 首要的目的是提高钢的淬透性， ---在淬火时容易获得马氏体。其次是提高钢的回火稳定性， 使马氏体的保持到较高温度，使淬火钢在回火时析出的碳化物更细小、均匀和稳定。这样， 在同样条件下， 合金钢比碳钢具有更高的强度。